考慮某種理想氣體,其分子有平動和振動兩種自由度的貢獻(xiàn),平動可看成經(jīng)典運(yùn)動,振動為量子力學(xué)描述的自由度,每個分子能量為
求個分子氣體系統(tǒng)的配分函數(shù)和定容熱容量。(積分)
設(shè)有N個獨(dú)立可識別粒子組成的系統(tǒng),每個粒子有兩個可能狀態(tài):一個能量為0的狀態(tài),一個能量為ε的狀態(tài)。求系統(tǒng)的配分函數(shù)、內(nèi)能和熱容量,并證明當(dāng)溫度很高時,
;當(dāng)溫度很低
時,Cv→0。
根據(jù)題意,配分函數(shù)Z滿足可分解性,先求出單個可識別粒子的配分函數(shù):
由(3)式討論極限溫度下情況: