12-5能量均分定理理想气体内能_第1页
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1、1某一物体的自由度，就是决定这一物体在空间的位置所需要的独立坐标数.（一）在直角坐标系中：1、对质点：x、y、z、共3个自由度，称平动自由度 t = 3一 自由度2、对直线两点确定一条直线t = 23 ?22、对直线确定线上一个点，需 （x、y、z） t=3 个平动自由度;但因故只需所以，直线需要的自由度数为：确定线的方向，似乎还需 （、）3个转动自由度个转动自由度33、对刚体确定刚体一轴线要5个自由度 确定刚体绕轴转动加一个自由度所以，刚体的自由度数：4视为质点：x、y、z、共3个自由度，称平动自由度 t = 3.刚性双原子分子视为直线，自由度为1、单原子分子：氦（He）、 氖（Ne） i

2、= 32、双原子分子： H2、O2、CO（二）在直角坐标系中分子的自由度： 5非刚性双原子分子:3、三原子分子：CO2、H2O.刚性三原子(包括三个以上多原子)分子视为刚体非刚性三原子分子其中 s 为振动自由度其中 s 为振动自由度6 刚性分子自由度 单原子分子 3 0 3双原子分子 3 2 5多原子分子 3 3 6分子自由度平动转动总7二 能量按自由度均分原理每个自由度 上都 得到了相同 的 （1/2） k T 的平均平动 动能1、分子平均平动动能 按自由度均分8推广：在一定温度的平衡态下，所有物质的分子在每个自由度上（平动、转动、振动） 都有一份相同的平均动能，其值为 （1/2 ）k T2

3、、分子平均动能 按自由度均分分子平均动能的总和之一般形式：分子平均动能按自由度均分的原则是统计规律93、能量按自由度均分原理气体系统内部能量分子平均动能的总和（平动、振动、转动）原子间振动平均势能的总和分子间相互作用的势能总和理想气体内能分子平均动能的总和原子间振动平均势能的总和气体系统内部能量总和称为气体的内能10一个分子的平均总内能为：4、理想气体的内能(刚性分子)1摩尔理想气体的内能为质量为m的理想气体的内能为结论：一定质量的某种理想气体的内能，只取决于分子的自由度和气体的 温度，与气体的体积、压强无关。即：内能是温度的单值函数！一个分子的平均总动能(分子平均动能)11 例：一容器内贮氧气，其压强 ，温度为 。 求：（1）单位体积内的分子数； （2）氧气的密度； （3）氧分子的质量； （4）氧分子的平均平动动能和平均转动动能； （5）若氧分子是刚性双原子分子，单位体积内氧气的内能是多少？12解：（1）根据公式 得单位体积内的分子数（2）根据密度的定义和理想气体物态方程得氧气的密度（3）氧分子的质量13（4）分子的平均平动动能和平均转动动能分别为（5）单位体积内氧气的内能1412-4 理想气体分子的平均平动动能 与温度的关系选择进入下一节：12-5 能量均分定理 理想气体内能12-6 麦克斯韦

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