EMANの物理学 過去ログ No.6134 〜

 ● エネルギーに関する問題

  投稿者:しょほ - 2008/12/14(Sun) 09:15  No.6134 
毎度、お騒がせしております。初歩的質問ばかり申し訳ありません。
以下の問題について教えて頂けませんか?

『外部から分子集団にエネルギーが与えられ分子集団にエネルギーが蓄えられた時、そのエネルギーは個々の分子の何のエネルギーとして蓄えられたと考えられるか。4つ挙げよ。』

[自分の考え]
まず考えられたのは、
位置エネルギー、運動エネルギー、振動エネルギーの3つです。
残りの一つがよく分かりません。
考えられるものはと言えば、熱エネルギーなのですが・・・
熱エネルギーで良いでしょうか?

宜しくお願いします。

  投稿者:EMAN - 2008/12/14(Sun) 16:36  No.6135 
> 熱エネルギーで良いでしょうか?

 他の 3 つも熱エネルギーだからなぁ。
 この他に何があったべか?

 あ、回転エネルギーだ。
 他にないかな・・・。

  投稿者:明男 - 2008/12/14(Sun) 23:23  No.6137 
横レス失礼、明男です。

>個々の分子の何のエネルギー

という表現は物質を分子レベルで扱うことを示唆しているので、分子運動論として考えるということだと思います。そうすると、分子の運動、分子間の相互作用と思われます。熱エネルギーなどは集団運動(の結果)ですので、解答にそぐわない気がします。
分子(間)の運動としては、並進、回転、振動がそれぞれ独立に成り立ちます。言い換えれば、これらは重なることなく独立に実現できます。例えば2原子分子を考えれば、重心の運動(並進)、重心周りの回転、分子間距離の振動(分子の変形)とイメージできます。ではもう一つは?例えば水が水蒸気になるとき、水分子間の結合エネルギー、つまり化学的結合エネルギー(集団としては気化熱)がどうかなって気がしますね。磁場を考慮すればスピンエネルギーもありますね。ちょっと悩ましいところだと思います。

  投稿者:凡人 - 2008/12/15(Mon) 01:29  No.6138 
分子のレベルで見たエネルギーも蓄積されますが、分子中の電子のレベルで見たエネルギーの蓄積というのもあるのではないでしょうか?
尚、電子は分子を構成しているので関連は切り離せないですが、もろもろの細かい事を省けば、差し当たり、分子と電子の両方でそれぞれの位置エネルギー、運動エネルギー、振動エネルギー、回転エネルギーが蓄積されると私は考えますがいかがでしょうか?