(7.3.1)--6.3能量均分定理理想气体的内能.pdf

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1、第六章THE ENERGY THE THE THEROLOGY THE INNER ENERGY OF THE IDEAL GAS目录CONTENTS自由度F R E E D O M1能量均分定理2T H E T H E R O L O G Y O F E N E R G Y M E A N 理想气体的内能3T H E I N N E R E N E R G Y O F T H E I D E A L G A S01自由度F R E E D O M2022-1-3042022-1-304第六章第3节自由度我们来一起学习能量均分定理 理想气体的内能。通过本节课，我们将了解能量均分定理，并推导出理

2、想气体的内能公式。2022-1-3052022-1-305第六章第3节自由度yzxo气体分子的能量在坐标上的分配运动形式是平动。分子的平均平动动能为：kTm23212ktv2022-1-3062022-1-306第六章第3节自由度yzxo12v2=12v2=12v2=13mv2=12又知平衡态下分子向各个方向运动的概率都相等。可知单原子分子每个坐标的能量为：有3个自由坐标，分子平均能量为：kT213kT212022-1-3072022-1-307第六章第3节自由度双原子分子的运动可分为平动和转动，平动时双原子分子可看成质点，有3个平动自由度，而转动时，双原子绕两原子间的轴线转动。刚性双原子分子

3、2022-1-3082022-1-308第六章第3节自由度刚性双原子分子yzxo要确定轴线的位置，只需要知道其中的任意两个夹角就可以了2022-1-3092022-1-309第六章第3节自由度所以对刚性的双原子分子，除了三个平动的自由度，还有两个转动自由度分子平均平动动能222kt212121CzCyCxmmmvvv分子平均转动动能22kr2121zyJJ2022-1-30102022-1-3010第六章第3节自由度根据上面的讨论先给出自由度的概念,描述分子能量在空间的状态所需独立坐标数叫做分子能量自由度数,简称自由度，用符号 i 表示.包含平动、转动和振动自由度.自由度的概念2022-1-3

4、0112022-1-3011第六章第3节自由度刚性分子能量自由度 单原子分子tri转动总分子自由度平动多原子分子双原子分子 303562333需注意非刚性分子还有振动自由度02能量均分定理T H E T H E R O L O G Y O F E N E R G Y M E A N2022-1-30132022-1-3013第六章第3节能量均分定理能量均分定理(玻耳兹曼假设)气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平均能量都相等，均为 ，这就是能量按自由度均分定理。kT212022-1-30142022-1-3014第六章第3节能量均分定理气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平均能量都相等，均

5、为 ，这就是能量按自由度均分定理。kT21分子运动的平均总能量：=2对于自由度为i的分子03理想气体的内能T H E I N N E R E N E R G Y O F T H E I D E A L G A S2022-1-30162022-1-3016第六章第3节理想气体的内能理想气体的内能：分子间相互作用力可忽略，无相互作用势能，即为气体中所有分子各种运动动能之和。实际气体的内能：分子动能和分子内原子间的势能之和2022-1-30172022-1-3017第六章第3节理想气体的内能每个分子的平均总动能为RTikTiNNEAm22A1mol 理想气体的内能 1mol 理想气体有个气体分子TRiEd2d理想气体内能变化 理想气体的内能mol=m=2T H A N K S F O R WAT C H I N G