Freiheitsgrade eines idealen, gewinkelten dreiatomigen Gases

Gast006 · Gast

Meine Frage:
In einem Kolben ist die Stoffmenge n = 2mol eines idealen, gewinkelten dreiatomigen Gases eingeschlossen. In diesem Zustand sind

und

Danach wird folgende Zustandsänderung durchgeführt:
Der Druck wird reversibel und ohne Wärmeaustausch auf

erhöht.

Meine Ideen:
Bei der a) soll die Anzahl der Freiheitsgrade 6 betragen, da es gewinkelt ist. Wie kommt man denn aber darauf das es 6 sind ? In meinem Tabellenbuch sieht es wie folgt aus:
einatomig: f = 3
zweiatomig starr f = 5 nicht starr: f = 7
dreiatomig linear, starr f = 5 nicht starr: f = 13
n-atomig starr: f = 6 nicht starr: f = 6(n-1)

Soll das jetzt bei nicht starr stehen ? und warum ist es nicht starr ?

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2143

"Starr" heißt in diesem Zusammenhang einfach, dass die Temperatur zu klein ist, um Molekülschwingungen anzuregen. Es gibt also nur die 3 Translationsfreiheitsgrade und die 3 Rotationsfreiheitsgrade.

Gast006 · Gast

gewinkelt und dreiatomig ist dann auf jeden Fall erstmal starr. Müsste ich dann unter n-atomig starr gucken ?

Gast006 · Gast

Weil linear wäre ja nur in eine Richtung und gewinkelt in 2 unterschiedliche dimensionen

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2143

Das kann man so pauschal nicht sagen. Ob das Molekül starr ist oder nicht, d.h. ob Molekülschwingungen angeregt werden oder nicht, hängt von der Temperatur ab.

Gast006 · Gast

Oder ist mit starr gemeint, dass es ein ideales Gas ist und kein reales ?

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2143

Nein, es geht einfach darum, ob Schwingungen angeregt sind oder nicht.

Wasserstoff ist zum Beispiel bei Raumtemperatur starr und hat daher 5 Freiheitsgrade (3 für die TRanslatlion und 2 für die Rotatiion). Bei Temperaturen oberhalb 2000 K wird dann zusätzlich die Schwingung entlang der Molekülachse angeregt und die Zahl der Freiheitsgrade wächst auf 6.

Achtung: manche Autoren (wie das oben zitierte Buch) zählen die Schwingungsfreiheitsgrade doppelt. Hier geht die Literatur leider etwas auseinander, da muss man aufpassen.

Gast006 · Gast

In der Aufgabe steht aber weder was von angeregt noch etwas über eine Raumtemperatur. Wie soll ich den die a) lösen, wenn ich nur weiss das es ein ideales Gas ist was dreiatomig und gewinkelt ist.

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2143

Wenn das nicht genannt ist und auch aus dem Kontext nicht hervorgeht, dann ist die Aufgabenstellung imho unvollständig.