Если часть молекул идеального двухатомного газа диссоциирует на атомы, останется ли неизменной его внутрення энергия?

Question

Объём и температура при этом постоянны.

Answer 1

внутрення энергия одноатомного идеального газа равна U=3m/2M*RT, а двухатомного U=5m/2M*RT, следовательно изменится, т. к. изменится число степеней свободы. например если все двухатомные молекулы распадутся на атомы, то внутрення энергия увеличится на величину dU=m/M*RT.

Answer 2

Имем n молей двухатомного газа при темпереатуре T. Внутрення энергия (начальная) U1 = (5/2) nRT.
Затем х молей этого газа распалось. Получилось (n - x) молей двухатомного газа и 2x молей одноатомного.
Теперь внутрення энергия равна U2 = (5/2) (n - x) RT + (3/2) (2x) RT = (5/2) nRT + (1/2) xRT.
Разница внутренней энергии: U2 - U1 = (1/2) xRT. Положительна. Внутрення энергия возрастает. Для подержания постоянной температуры следует подводить тепло.