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: