能量按自由均分定理演示文稿

能量按自由度均分定理演示文稿现在是1页\一共有17页\编辑于星期三vp讨论

三种速率的意义及其数值比较计算平动能研究分子碰撞讨论速率分布现在是2页\一共有17页\编辑于星期三能量按自由度均分定理现在是3页\一共有17页\编辑于星期三重点自由度能量按自由度均分定理理想气体的内能现在是4页\一共有17页\编辑于星期三1.自由度（Degreeoffreedom）决定物体空间位置所需的独立坐标称该物体的自由度举例1自由质点自由度数的确定一维运动的质点x自由度数为1三维运动的质点(x,y,z)自由度数为3二维运动的质点(x,y)自由度数为2现在是5页\一共有17页\编辑于星期三对自由刚体（Freerigidbody）自由刚体的自由度数是６，其中３个平动自由度，３个转动自由度．xyzβaγ

θx’Oy’z’用来决定其质心的位置——平动自由度数为３用决定转过的角度——转动自由度数为１用来决定其转轴的位置——转动自由度数为２举例2现在是6页\一共有17页\编辑于星期三海面上航行的轮船的自由度举例3xyO海面(x,y)O’y’x’θ确定质心：(x,y)确定方向：θ3个自由度现在是7页\一共有17页\编辑于星期三举例4空间自由运动的细棒xyzOO’y’z’x’(x,y,z)确定质心：(x,y,z)确定方位：５个自由度现在是8页\一共有17页\编辑于星期三气体分子自由度的确定单原子分子自由度为3（i=3），如He、Ne等。现在是9页\一共有17页\编辑于星期三确定质心的位置需三个独立坐标；确定两原子连线的方位需两个坐标.故刚性双原子分子自由度为5（i=5）。刚性双原子分子现在是10页\一共有17页\编辑于星期三非刚性双原子分子附加一个确定两原子相对位置的相对坐标，非刚性双原子分子的自由度为6(i=6）非刚性双原子分子*C动画:非刚性双原子分子的运动现在是11页\一共有17页\编辑于星期三结论单原子分子

303双原子分子325多原子分子336刚性分子的自由度分子自由度（平动）(转动)(总)

自由度平动自由度转动自由度振动自由度现在是12页\一共有17页\编辑于星期三

2.能量按自由度均分定理（Theoremofequipartitionofenergy）

处于温度为T的平衡态的气体中，分子热运动动能平均分配到每个分子的每个自由度上。每个分子的每个自由度的平均动能都是现在是13页\一共有17页\编辑于星期三

(1)一个刚性分子的总动能

(2)均分原理是某一平衡态下的统计规律

(3)分子碰撞Collisionofmolecules是能量均分的成因（cause）讨论现在是14页\一共有17页\编辑于星期三3.理想气体的内能（Internalenergy）根据能量均分原理，我们可以得到理想气体的内能为：理想气体的内能只是温度的函数（function）这个结论可以作为理想气体的定义（从能量角度）现在是15页\一共有17页\编辑于星期三例题：当温度为0°C时，试求：（1）氧气分子的平均平动动能和平均转动动能；(2)氧气的内能以及当温度升高ΔT=2K时氧气内能的增量ΔE。解：（1）氧气分子是双原子分子，自由度数i=5，其中平动自由度数t=3，转动自由度数r=2，因此，氧气分子的平均平动动能和平均转动动能分别为（2）将和