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文档简介

4.2 能均分定理 理想气体的热力学能,4.2.1 自由度,确定一物体在空间的位置所需的独立坐标数目,自由度:,研究热运动能量时，不能将分子看作一个质点，而看作有一定大小和内部结构的。这样分子的动能就有平动动能、转动动能、振动动能。,一个自由运动质点的自由度3,一个自由运动刚体的自由度6,从结构上将分子分为：,单原子,双原子,多原子,3,5,6,说明,分子的自由度不仅取决于其内部结构，还取决于温度。实际上，双原子、多原子气体分子并不完全是刚性的，还有振动自由度, 但分子间的振动只在高温时才显著。,4.2.2 能量按自由度均分定理,每个分子平均平动动能为,由此可以认为气体分子的平均平动动能是平均分配在每一个平动自由度上的。,说明,(1) 能量按自由度均分是大量分子统计平均的结果，是分子 间的频繁碰撞而致。,(2)气体分子的平均总动能,气体分子的平均总能量,气体分子的平均总动能=气体分子的平均总能量,对于刚性分子,4.3.3 理想气体的内能,气体中所有分子的平动，转动，振动动能和振动势能。,每个气体分子的平均总能量,1mol 理想气体的内能为,mol理想气体的内能为,一定质量的理想气体内能只是温度的函数，与热力学温度成正比。,4.3.4 气体的摩尔热容,理想气体的定体摩尔热容为,理想气体的定压摩尔热容为,比热容比为,1mol 理想气体的内能变化为,mol 理想气体的内能变化为,单原子分子气体,双原子分子气体,多原子分子气体,所涉及的温度范围内，气体的 都近似为常量（数）,单原子,双原子,多原子,说明,自由度 “冻结”,一容器内某理想气体的温度为273K，密度为= 1.25 g/m3， 压强为 p = 1.010-3 atm,(1) 气体的摩尔质量，是何种气体？ (2) 气体分子的平均平动动能和平均转动动能？ (3) 单位体积内气体分子的总平动动能？ (4) 设该气体有0.3 mol，气体的内能？,解,例,求,由结果可知，这是N2 或CO 气体。,(1) 由 ，有,(2) 平均平动动能和
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