03能量按自由度均分原理理想气体的内能.ppt

1、1、能量在自由度上原理上理想的瓦斯气体内，2、分子平均动能：和kT/2的能量在x方向上平均分配。 同样，在：x，y，z方向上分配kT/2的能量，3，稍微修正理想的瓦斯气体模型，即把瓦斯气体分为单原子分子瓦斯气体、双原子分子瓦斯气体、多原子分子瓦斯气体。 因此，气体分子除了平移运动外，还有旋转和分子内原子之间的振动。 1 .自由度和力学中，自由度是确定一个物体的空间位置所需的独立坐标，独立坐标是绘制物体位置所需的最小坐标。 自由度是描述物体运动自由度的物理量。 在考虑分子的能量时，必须考虑分子的各种运动的能量。 作为统计的初步，不考虑分子内部的振动，认为分子是刚性的。 4、如：轮船在海面上行驶，

2、描绘轮船的位置至少需要二维坐标，自由度为2。 要描绘飞机在空中飞行的飞机空间位置，至少需要三次元坐标，自由度是3。 但是，动车组在轨道上行驶时的自由度是多少呢？自由度是1，由于受轨道限制，所以一维度坐标不独立。 物体沿一维度直线运动，在至少一个坐标上自由度数为1。 5、2 .两个刚性质点，描绘其重心位置需要三个平移自由度，描绘它需要绕x、y轴旋转需要两个旋转自由度，与绕z轴的旋转能无关，总自由度：1 .一个质点，描绘其空间位置需要三个平移自由度，3 .三个以上的刚性质点关于旋转自由度、总自由度、6、理想瓦斯气体，认为在常温下分子内的各原子间的距离不变，只有平移自由度、旋转自由度。 2 .瓦斯气

3、体分子的自由度，1 .单原子分子瓦斯气体，例如He、Ne、Ar。 那个模型可以用质点置换。 平移自由度、旋转自由度、总自由度、2 .双原子分子瓦斯气体，例如氢(H2 )、氧(O2 )等是双原子分子瓦斯气体。 可以用两个刚体质点模型替换该模型。 平移自由度、旋转自由度、总自由度、7，3 .多原子分子瓦斯气体，例如二氧化碳瓦斯气体(CO2 )、水蒸气(H2O )、甲烷瓦斯气体(CH4 )等是多原子分子瓦斯气体。 那个模型可以用多个刚性质点代替。 平移自由度，旋转自由度，总自由度，3 .分子运动能量按自由度均匀分配的统计规则，按平移自由度分配kT/2的能量，推广到旋转等其他运动形式，能量按自由度均匀

4、分配定理。 在温度t的平衡态中，气体分子的每自由度的平均动能相等，全部相等。 8、平移动能、转动动能、平移动能与转动动能相等，即按自由度均匀分配kT/2能量。 由此可知，分子具有I自由度，其平均动能与I部分具有kT/2的能量。 分子的平均总动能：在分子的激烈碰撞(数亿次/秒)下，使平移动能与转动动能不断地进行转换，说明：1 )该定理是统计规律，只能适用于由大量分子组成的系统。 2 )多数分子是不规则冲突的结果。 能量是自由度不同的原理：在温度t的平衡态下，气体分子的每个自由度的平均动能相等，全部都是。 9，4 .气体分子的能量相对于理想的气体，分子之间的力被忽略，分子和分子之间的势能为零。 因为只考虑常温状态，分子内的原子间的距离不变，所以分子内的原子和原子间的电位也可以忽略。 一个瓦斯气体分子的能量是：理想瓦斯气体：瓦斯气体内：所有瓦斯气体分子动能和电势的总和。 在理想的瓦斯气体中：所有分子动能的总和。 1 .一分子的能量为：1.0，1 .一分子的能量为：2.1 mol的瓦斯气体分子的能量为：3.m千计程仪兰的瓦斯气体的能量为：对于一定量的理想瓦斯气体，其能量仅在温度的函数下与热