تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
Other Gases
المؤلف:
E. R. Huggins
المصدر:
Physics 2000
الجزء والصفحة:
490
9-12-2020
1771
Other Gases
It took almost no effort to correctly predict the specific heat of helium gas. What complications do we face when we try to predict the specific heat of other gases? The problem is that other gases form molecules. From one point of view the molecules themselves are the gas particles, so that their average thermal kinetic energy must be 3/2 kT just like the helium atoms. So far so good, but molecules have an internal structure. An oxygen molecule, for example, consists of two oxygen atoms held together by the molecular force, We can fairly accurately picture the molecule as two atoms held together by a spring force as shown here in Figure (1).
If an oxygen molecule collides with another molecule in the gas, one would expect that the molecule would start to vibrate, and perhaps rotate. This vibration and rotation represent forms of internal motion of the molecule that are quite distinct from the motion of the molecule as a whole, distinct from what we would call the center of mass motion.
If the center of mass motion has an average thermal kinetic energy 3/2 kT just like helium atoms, but the molecules can have internal motions and internal energy, you would expect that it would require more energy to heat a mole of oxygen than a mole of helium. For with the oxygen you not only have to supply the kinetic energy of the center of mass motion, but also the internal energy of the molecules. And that is correct. The molar specific heat of oxygen is 20.8 joules/(mole K) , as compared to 12.5 joules/(mole K) for helium.
However it is when we try to calculate how much the internal energy of the molecules contribute to the specific heat, we run into trouble. As far back as 1858, James Clerk Maxwell, who was working on these calculations, repeatedly failed, and suspected that the failure was due to a problem with Newtonian mechanics.
Figure 1; Model of an oxygen molecule.