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1、能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能一. 氣體分子自由度（degree of freedom）分子熱運動平動轉(zhuǎn)動分子內(nèi)原子間振動自由度 決定分子在空間的位置所需的獨立坐標系,用i 表示分子能量中獨立的速度平方項和坐標平方項數(shù)目（二次項數(shù)）作直線運動的質(zhì)點：一個自由度作平面運動的質(zhì)點：二個自由度作空間運動的質(zhì)點：三個自由度能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能（2）氧氣分子的質(zhì)量：（3）分子平均平動動能：（1）單位體積內(nèi)的分子數(shù)：例 一容器內(nèi)貯有氧氣，其壓強 ，溫度 t=27 ，求：（1）單位體積內(nèi)的分子數(shù)； （2）氧分子的質(zhì)量；（3）分子的平均平動動能。 壓強不太大，溫度不太低，可視為理想氣體。解： 如：He，

2、Ne可看作質(zhì)點，只有平動。 t 平動自由度i = t =3單原子分子（monatomic molecule）質(zhì)心C平動：（x，y，z） 雙原子分子 （biatomic molecule）如：O2 ， H2 ， CO r = 2v = 1 總自由度： i = t + r + v = 6C (x, y, z)0zx yl軸軸取向：r 轉(zhuǎn)動(rotation)自由度，距離 l 變化：v 振動（vibration）自由度，（，）t =3 平動自由度，多原子分子 （multi-atomic molecule） 如：H2O，NH3 ，N：分子中的原子數(shù)i = t + r + v = 3Nr = 3 （ ，

3、 ，）t =3 （質(zhì)心坐標 x，y，z）0zx y軸C (x, y, z)v = 3N - 6 一個平動自由度對應(yīng)的平均動能為即： 能量均分定理由于分子碰撞頻繁，平均地說，能量分配沒有任何自由度占優(yōu)勢。即：在溫度為T 的平衡態(tài)下，分子熱運動的每一個自由度所對應(yīng)的平均動能都等于由及有：能量均分定理（ equipartition theorem）能量均分定理的更普遍的說法是：的平均能量。能量中每具有一個平方項，就對應(yīng)一個 能量均分定理不僅適用于氣體，也適用于液體和固體，甚至適用于任何具有統(tǒng)計規(guī)律的系統(tǒng)。對有振動（非剛性）的分子：i = t + r + v 振動勢能也是平方項，根據(jù)量子理論，能量是分立的，的能級間距不同。振動能級間隔大轉(zhuǎn)動能級間隔小平動能級連續(xù)一般情況下（T j )由 T 決定由 V 決定對理想氣體：（不包括系統(tǒng)整體質(zhì)心運動的能量

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