大學(xué)物理教程4.6-能量按自由度均分定理課件.ppt

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1、1.分子的自由度:指描寫物體位置所需的最少的坐標(biāo)數(shù)單原子分子：(x,y,z)能量均分定理氦氣（He）、氖氣（Ne）、氬氣（Ar）等為單原子分子氣體。其模型可用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來代替i=3剛性雙原子分子：i=5氫氣（H2）、氧氣（O2）、氮?dú)猓∟2）等為雙原子分子氣體。其模型可用兩個(gè)剛性質(zhì)點(diǎn)模型來代替。dumbbell(x,.y,z)&剛性多原子分子：i=6二氧化碳?xì)怏w（CO2）、水蒸氣（H2O）、甲烷氣體（CH4）等為多原子分子氣體。其模型可用多個(gè)剛性質(zhì)點(diǎn)來代替。methanemoleculewatermolecule(x,.y,z)&2.能量均分定理

2、分子的平動(dòng)能Q:分子的平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能有多大？處于溫度為T的平衡態(tài)下的系統(tǒng)，其分子在每個(gè)自由度上都具有相同的平均動(dòng)能kT/2。則剛性分子的平均動(dòng)能：i:自由度能量均分定理單原子分子：多原子分子：雙原子分子：3.理想氣體的內(nèi)能氣體的內(nèi)能：氣體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子間相互作用勢(shì)能的總和。理想氣體內(nèi)能：氣體中所有分子的平均動(dòng)能的總和。一摩爾理想氣體內(nèi)能：質(zhì)量為m，摩爾質(zhì)量為M的理想氣體內(nèi)能：結(jié)論：一定量的理想氣體，其內(nèi)能只是溫度的單值函數(shù)。狀態(tài)變化過程中,若T不變,則E也不變;若?T相同,則?E也相同.E=f(T)而實(shí)際氣體的內(nèi)能:E=f(V,T)

3、例：容器內(nèi)儲(chǔ)有質(zhì)量為m，摩爾質(zhì)量為M的理想氣體，容器以速度v作定向運(yùn)動(dòng)，今使容器突然停止，問在（1）單原子分子和（2）雙原子剛性分子這兩種情形下系統(tǒng)溫度的改變和分子速度平方平均值的增量。mMv=0Mvm解：機(jī)械能內(nèi)能Mvm