能量按自由度均分原理课件.ppt

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1、自由度确定一个物体在空间的位置所必需的独立坐标数目。做直线运动的质点：一个自由度做平面运动的质点：二个自由度做空间运动的质点：三个自由度10.7能量按自由度均分原理一、自由度的概念1i=3i=2i=12t平动自由度；r转动自由度。v振动自由度。自由度数目1.单原子分子(看作质点)t=3.i=3单原子分子平均能量3既有平动，又有转动。平动可看作质心的平动。2.刚性双单原子分子两个被看作质点的原子被一质量不计的刚性杆相连。xyzμ1μ2C平动三个方向4分子平均平动动能转动也有三个方向,但绕自身转动的J很小，其转动动能可忽略，只剩两个。平均转动动能5平均能量

2、t=3,r=2，i=5。多原子分子三个以上原子构成一个分子。六个自由度水蒸气、甲烷等6刚性分子能量自由度633多原子分子523双原子分子303单原子分子i总r转动t平动分子自由度7单原子分子：二、能量按自由度均分定理8能量均分定理在温度为T的平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其值。分子平均动能单原子分子多原子分子双原子分子9（1）是统计规律，只适用于大量分子组成的系统。（2）是气体分子无规则热运动的结果。（3）经典统计物理可给出严格证明。讨论10三、理想气体的内能1mol理想气体的内能质量为m的理想气体理想气体的内能只是温度的函数，与

3、热力学温度成正比。11内能变化比较，得四、气体的摩尔热容由而12摩尔热容比得13例11mol刚性多原子分子气体（可视为理想气体），压强为1.0atm，温度为27℃。若经过一绝热过程，使其压强增加到16atm。试求(1)该过程中气体内能的增量和对外所作的功；(2)末状态时气体分子的平均平动动能和气体的分子数密度。解(1)设该过程始、末状态气体的压强、温度分别为p1、p2、T1、T2。根据绝热过程方程,有14刚性多原子理想气体i=6，比热容比绝热过程中气体内能的增量为15气体对外做功为(2)末状态时分子平均平动动能和分子数密度分别为16例2体积为200升的

4、钢瓶中盛有氧气，使用一段时间后，测瓶中气体压强为2atm。求:此时氧气的内能。解:体积不变。内能利用理想气体物态方程得氧气的内能17