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文档简介

1、10.3 理想气体的内能,一 自由度,确定一个物体的空间位置所需的独立坐标数，常用i 表示,自由度确定的方法：按分子结构,故单原子分子自由度为3（i=3），称为平动自由度 ，如He、Ne等,1)单原子分子可视为质点，确定其空间位置需三个独立坐标,10.3 理想气体的内能,2) 刚性哑铃型双原子分子，确定其空间位置需分步进行,首先确定一个质点的位置需三个独立坐标,再确定两原子连线的方位,方位角只有两个独立, 故需两个坐标确定其方位，实际上确定了分子的转动状态，称为转动自由度,可用其与三个坐标轴的夹角 来确定，但,刚性哑铃型双原子分子自由度为5（i=5,10.3 理想气体的内能,3) 刚性自由多原

2、子分子，确定其空间位置需分步进行,首先确定一个质点的位置需三个独立坐标,再确定两原子连线的方位需两个独立坐标,刚性自由多原子分子自由度为6（i=6,最后确定绕两原子连线的转动的角坐标，需一个独立坐标,一般地，由 n 个原子构成的非刚性多原子分子，最多有 i=3n 个自由度，其中3 平动自由度，3 个转动自由度，（3n-6）个振动自由度,10.3 理想气体的内能,椐理想气体温度公式，分子平均平动动能与温度关系为,二 能量按自由度均分定理,10.3 理想气体的内能,上述结论可推广到振动和转动，得到能均分定理,对于有t 个平动自由度，s 个振动自由度和 r 个转动 自由度的气体分子，分子的平均总动能

3、为上述三种运动 动能之和,10.3 理想气体的内能,每个振动自由度上均分有 的振动势能,能量按自由度均分定理是一条关于无规则运动的统计 规律，只适用于大量分子组成的系统,对大量分子整体来说，动能之所以会按自由度均分， 是依靠分子在无规则运动中不断发生碰撞来实现的,10.3 理想气体的内能,气体分子的内能：热力学系统的全部微观粒子具有能量总和，包括大量分子热运动的动能、分子间的势能、分子内原子内及核内的能量,理想气体分子的内能：热力学系统的全部微观粒子 具有能量总和，包括大量分子热运动的动能、分子 内原子内及核内的能量,刚性理想气体分子的内能：内能不计分子间势能， 仅包括所有分子的平均动能之和,10.3 理想气体的内能,三 理想气体的内能,这些结果都说明一定量的理想气体的内能只是温度的 函数，而且和热力学温度成正比。这个经典统计物理 的结论在与室温相差不大的温度范围内与实验结果近 似地符合,10.3 理想气体的内能,10.3 理想气体的内能,解 （1）方均根速率为,因此，该气体是氮气(或一氧化碳,10.3 理想气体的内能,2）由理想气体的状态方程可得气体的摩尔质量为,10.3 理想气体的内能,3） 根据能量按自由度均分原则，一个氮气(或一氧化碳)分子的平均平动能为,一个氮气(或一氧化碳)分子的转动

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