Wärmelehre (Thermodynamik)

• bei dreiatomigen Molekülen, z.B Wasser: 6 Freiheitsgrade: E kin =3 kT
• Gleichverteilungssatz (Äquipartitionstheorem): jeder Freiheitsgrad trägt mit
½ kT zur kinetischen Energie eines Moleküls bei; für Mol gilt ½ RT je
Freiheitsgrad (wegen k = R /N A )
• bei hohen Temperaturen bei Molekülen zusätzlich von Bedeutung: Freiheitsgrade
durch Schwingungen der Atome gegeneinander
10.4 Geschwindigkeitsverteilung
Versuch W228
Luftkissentisch
• Geschwindigkeit der Moleküle ist nicht konstant (Stoßgesetze Kap. 4.3)
• Mittelwerte der freien Flugstrecken und Flugzeit sind: mittlere freie Weglänge Λ
und mittlere freie Flugzeit τ
• Beispiel: N 2 bei 10 5 Pa (1 atm) ⇒ Λ = 65 nm (Brownsche Molekularbewegung)
• Beispiel: bei Raumtemperatur haben N 2 -Moleküle v m = 500 m/s (zum Vergleich:
Schallgeschwindigkeit ist ca. 330 m/s); τ = 0.13 ns (Licht legt in der Zeit 4cm zurück)
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