大學(xué)物理 4-3 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能

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1、4-3能量均分定理理想氣體的內(nèi)能預(yù)習(xí)要點(diǎn)什么是自由度?單原子和剛性雙原子分子的自由度各是多少?什么是能量均分定理?為什么平衡態(tài)時(shí)物質(zhì)分子的能量會(huì)按自由度均分?注意理想氣體內(nèi)能的概念、公式及其特點(diǎn).一氣體分子的自由度1.自由度：自由度是描寫(xiě)物體在空間位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù).2.氣體分子的自由度數(shù)目剛性氣體分子的自由度=平動(dòng)自由度+轉(zhuǎn)動(dòng)自由度1）單原子分子氣體其模型可用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替.平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度總自由度2）雙原子分子氣體其模型可用看成一根剛性桿兩端各連一質(zhì)點(diǎn)的模型來(lái)代替.平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度總自由度3）多原子分子氣體其模型可用多個(gè)剛性質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替.平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度總自由

2、度單原子分子303雙原子分子325多原子分子336剛性分子能量自由度分子自由度平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)總二能量按自由度均分定理可見(jiàn)，在溫度為T(mén)的平衡態(tài)下，氣體分子每個(gè)自由度的平均動(dòng)能都相等，而且等于kT/2.。由得由于氣體分子頻繁碰撞，在平衡態(tài)下，不可能有哪種運(yùn)動(dòng)形式和在哪個(gè)自由度上運(yùn)動(dòng)占優(yōu)，每個(gè)自由度上應(yīng)分配有和每個(gè)自由度平動(dòng)動(dòng)能相等的平均動(dòng)能.能量均分定理：在溫度為T(mén)的平衡態(tài)下，物質(zhì)分子的任何一個(gè)自由度上分配有kT/2的平均動(dòng)能，對(duì)有i個(gè)自由度的氣體分子，其平均動(dòng)能為.單原子分子全為平均平動(dòng)能雙原子分子平均平動(dòng)能為平均平動(dòng)能為多原子分子平均轉(zhuǎn)動(dòng)能為三理想氣體的內(nèi)能一個(gè)分子的能量為1mol

3、氣體分子的能量為:1定義：氣體內(nèi)部所有分子的動(dòng)能和分子間的相互作用勢(shì)能的總和稱(chēng)為氣體的內(nèi)能.2對(duì)于理想氣體，分子之間無(wú)勢(shì)能，因此理想氣體的內(nèi)能就是它的所有分子的動(dòng)能之和.m千克氣體的能量為：理想氣體的內(nèi)能只是溫度的單值函數(shù)，而且和熱力學(xué)溫度成正比，也是狀態(tài)函數(shù).對(duì)于一定量的理想氣體，當(dāng)溫度改變時(shí)，內(nèi)能的改變量為無(wú)論經(jīng)由什么過(guò)程，只要溫度變化相同，一定量理想氣體的內(nèi)能變化就相同.3單原子氣體雙原子氣體多原子氣體理想氣體體積為V，壓強(qiáng)為p，溫度為T(mén).一個(gè)分子的質(zhì)量為m，k為玻耳茲曼常量，R為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為：（A）（B）（C）（D）解