五、能量均分定理与理想气体内能

1. 自由度

  • 确定物体空间位置所需的独立坐标数。
  • 单原子分子(平动)
  • 刚性双原子分子(3平动 + 2转动)
  • 刚性多原子分子(3平动 + 3转动)

2. 能量均分定理

  • 在平衡态下,气体分子每个自由度的平均动能均为
  • 刚性分子的平均总动能:

3. 理想气体的内能

  • 理想气体分子间无势能,且刚性分子无振动,故内能 = 所有分子动能之和。
  • 1 mol 理想气体内能:
  • mol 理想气体内能:
  • 内能是温度 的单值函数,与 无关。
  • 温度变化 时内能变化: