Springen naar inhoud

IR spectrum formaldehyde en quantummechanica



  • Log in om te kunnen reageren

#1

appelsapje

    appelsapje


  • >100 berichten
  • 120 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 december 2013 - 14:53

Beste allemaal,

"The lowest energy signal in the IR spectrum of formaldehyde occurs at 1167 cm^-1. Formaldehyde has a Cv=33,41 J/Kmol at room temperature in the gasphase. For this exercise assume the molecule to be stable even at high temperature, which can be achieved by high dilutions and careful exclusion of air."

De vragen zijn:
1) "What is the energy/mole of a single vibration at T=0K?"
2) "What is the energy/mole of a single vibration at very high temperature?"
3) "which type of molecular motions contribute to Cv at room temperature?"

Op deze vragen heb ik met al dood gezocht.
Bij vraag 3) weet ik wel dat het enkel translaties en rotaties zijn, maar ik kan niet echt verklaren waarom het geen vibraties zijn.

Voor 1) en 2) heb ik al naar vanalles gezocht maar ik kan geen startpunt vinden dat me de uiteindelijke oplossing zal geven.
Ik denk dat ik iets moet zoeken dat mij 2 limieten geeft voor T (0K en "very high") of is dit verkeerd?

Ik heb voor 1) en 2) ook al gezocht via equipartie enzo maar ik vind nergens een "startpunt".

Kan iemand me op weg helpen, dat zou super zijn!

Dank

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 15 december 2013 - 16:50

ken je de kwantummechanische uitdrukking voor vibrationele energie? (harmonische oscillator)
This is weird as hell. I approve.

#3

appelsapje

    appelsapje


  • >100 berichten
  • 120 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 december 2013 - 17:41

E=(n+1/2)hw met h="h met een streep" en n het kwantumgetal

#4

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 15 december 2013 - 18:48

je ω bereken uit de gegeven frequentie, en n = 0 in geval van vraag (a)
This is weird as hell. I approve.

#5

appelsapje

    appelsapje


  • >100 berichten
  • 120 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 december 2013 - 19:21

Ok bedankt ! :)
Maar wat dan voor 2) ? very high temperature ? dat is is toch maar vaag ?

#6

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 15 december 2013 - 21:25

ken je het equipartitietheorema? daar moet je het gaan zoeken.
This is weird as hell. I approve.

#7

appelsapje

    appelsapje


  • >100 berichten
  • 120 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 december 2013 - 00:23

Ja dat ken ik. De gemiddelde energie per vrijheidsgraad bedraagt 1/2kT.
Dus voor formaldehyde wordt dit dan: E = 6kT. Of Cv=6k. Maar ik zie nog steeds niet waar je dan die "very high temperature" moet gebruiken. Of geldt de relatie <E>=1/2kT voor "zeer hoge temperaturen" niet meer?

#8

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 december 2013 - 21:17

Het equipartitietheorema geldt juist alleen als de totale energie (T) veel hoger is dan de kwantisatie van individuele bijdragen. Op lage T is alleen translatie niet gekwantiseerd en zijn de andere (vibrationele, rotationele) niveau's onbereikbaar. Later komen rotationele niveau's meedoen en pas heel laat de vibrationele. Dat kan je heel simpel bewijzen door kT te vergelijken met de kwantumuitdrukking van de vibrationele energie.

Vandaar moet je "hoge T" interpreteren als: "de kwantisatie van de vibrationele niveau's is uitgevlakt en kT wordt een goeie benadering ervan". Let ook eens op de grootte van de energiebijdragen: het klopt dat de kinetische energie per vrijheidsgraad 1/2kT is, maar vibraties bevatten ook potentiële energie...
This is weird as hell. I approve.






Also tagged with one or more of these keywords: natuurkunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures