熱學(xué)-3-能量均分定理.ppt

《熱學(xué)-3-能量均分定理.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、能量均分原理1一、能量按自由度均分原理總內(nèi)能總動(dòng)能總勢(shì)能平動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能振動(dòng)動(dòng)能1.自由度描述物體運(yùn)動(dòng)自由程度的物理量。決定一個(gè)物體的空間位置所需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)。所謂獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)是指描寫物體位置所需的最少的坐標(biāo)數(shù)。2例：輪船在海平面上行駛，要描寫輪船的位置至少需要兩維坐標(biāo)，則自由度為2。飛機(jī)在天空中飛翔，要描寫飛機(jī)的空間位置至少需要三維坐標(biāo)，則自由度為3。但對(duì)于火車在軌道上行駛時(shí)自由度是多少呢？自由度是1，由于受到軌道限制有一維坐標(biāo)不獨(dú)立。物體沿一維直線運(yùn)動(dòng)，最少只需一個(gè)坐標(biāo)，則自由度數(shù)為1。32)、兩個(gè)剛性質(zhì)點(diǎn)總自

2、由度1)、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)自由度3)、三個(gè)或三個(gè)以上的剛性質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度總自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度總自由度單原子分子、氣體雙原子分子42、氣體分子自由度1)、單原子分子氣體He、Ne、Ar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H2、O2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CO2、H2O、CH4平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度總自由度53.分子動(dòng)能按自由度均分的統(tǒng)計(jì)規(guī)律每個(gè)平動(dòng)自由度上分配了一份kT/2的能量推廣到轉(zhuǎn)動(dòng)等其它運(yùn)動(dòng)形式，得能量按自由度均分定理。在溫度為T的平衡態(tài)下，氣體分子每

3、個(gè)自由度的平均動(dòng)能都相等，都等于。分子平均平動(dòng)動(dòng)能6平動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能使平動(dòng)動(dòng)能與轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能達(dá)到相同，即每個(gè)自由度上也平均分配了kT/2能量。分子有i個(gè)自由度，其平均動(dòng)能就有i份kT/2的能量。分子平均總動(dòng)能由于分子的激烈碰撞（幾億次/秒），使平動(dòng)動(dòng)能與轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能不斷轉(zhuǎn)換，說(shuō)明：1）該定理是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只適用于大量分子組成的系統(tǒng)。2）是由于大量分子無(wú)規(guī)則碰撞的結(jié)果。能量按自由度均分原理：在溫度為T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，都于。74、氣體分子的能量分子平均總動(dòng)能單原子分子雙原子分子多原子分子8機(jī)械能：

4、E＝Ek+Ep所有氣體分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和。2、理想氣體內(nèi)能二、理想氣體的內(nèi)能宏觀物體內(nèi)能不能為零1、內(nèi)能理想氣體：分子間無(wú)相互作用→無(wú)勢(shì)能理想氣體的內(nèi)能＝內(nèi)動(dòng)能9一個(gè)分子的能量：1mol氣體分子的能量：M千克氣體的內(nèi)能：內(nèi)能只是溫度的函數(shù)而且與熱力學(xué)溫度成正比。單原子分子氣體剛性雙原子分子氣體剛性多原子分子氣體10