张丹海《简明大学物理》5-4 能量按自由度均分定理 理想气体的内能.ppt

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1、一、气体分子的自由度确定一个物体在空间的位置需要的独立坐标数目称为该物体的自由度。用“i”表示。1.单原子分子自由度：2.双原子分子决定质心位置——3个自由度（x,y,z)确定转轴方位----2个自由度除了刚性双原子分子的5个自由度数外，还需要1个反映两原子间相对位置的振动自由度，用s表示(1）刚性双原子分子（2）非刚性双原子分子双原子分子3.多原子分子其中3个是平动的，3个是转动的。（1）刚性多原子分子（2）非刚性多原子分子其中3个是平动的，3个是转动的，（3n－6）个振动的。二、能量均分定理由前面所讲的温度公式给出

2、在平衡态下，气体分子沿各个方向运动的机会是相等的，因此所以分子的每一个平动自由度具有相同的平动动能，其数值为推广为能量按自由度均分定理：在温度为T的平衡态下，气体分子的每一个自由度都具有相同的平均动能，其大小都等于.※自由度为i的1个分子的平均动能单原子分子，自由度i=3，分子只具有平动动能，其平均动能为:刚性双原子分子，自由度i=5，分子的平均动能为刚性多原子分子，自由度i=6，分子的平均动能为:三、理想气体的内能理想气体的内能：所有分子的热运动能量总和。理想气体分子间的相互作用力可以忽略，其的内能就是它的所有分子的

3、动能的总和。1mol理想气体的内能气体的内能包括分子无规则热运动所具有的能量和分子间相互作用的势能。理想气体的内能不仅与温度有关，而且还与分子的自由度i有关.对给定的理想气体，其分子的自由度i一定，则内能仅是温度的单值函数，即E=E(T)，这是理想气体的一个重要性质.摩尔理想气体的内能：例5-2求处于温度为T的平衡态时n1mol氩气（Ar）和n2mol氮气的内能。解Ar为单原子分子，其分子自由度为i=3处于温度为T的平衡态时其分子的平均能量为n1mol氩气的内能为N2为双原子分子，其分子自由度为i=5处于温度为T的平衡

4、态时其分子的平均能量为n2mol氮气的内能为