能量按自由均分定理

能量按自由度均分定理演示文稿目前一頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)優(yōu)選能量按自由度均分定理目前二頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)vp討論

三種速率的意義及其數(shù)值比較計(jì)算平動能研究分子碰撞討論速率分布目前三頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)能量按自由度均分定理目前四頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)重點(diǎn)自由度能量按自由度均分定理理想氣體的內(nèi)能目前五頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)1.自由度（Degreeoffreedom）決定物體空間位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)稱該物體的自由度舉例1自由質(zhì)點(diǎn)自由度數(shù)的確定一維運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)x自由度數(shù)為1三維運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)(x,y,z)自由度數(shù)為3二維運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)(x,y)自由度數(shù)為2目前六頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)對自由剛體（Freerigidbody）自由剛體的自由度數(shù)是６，其中３個(gè)平動自由度，３個(gè)轉(zhuǎn)動自由度．xyzβaγ

θx’Oy’z’用來決定其質(zhì)心的位置——平動自由度數(shù)為３用決定轉(zhuǎn)過的角度——轉(zhuǎn)動自由度數(shù)為１用來決定其轉(zhuǎn)軸的位置——轉(zhuǎn)動自由度數(shù)為２舉例2目前七頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)海面上航行的輪船的自由度舉例3xyO海面(x,y)O’y’x’θ確定質(zhì)心：(x,y)確定方向：θ3個(gè)自由度目前八頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)舉例4空間自由運(yùn)動的細(xì)棒xyzOO’y’z’x’(x,y,z)確定質(zhì)心：(x,y,z)確定方位：５個(gè)自由度目前九頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)氣體分子自由度的確定單原子分子自由度為3（i=3），如He、Ne等。目前十頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)確定質(zhì)心的位置需三個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)；確定兩原子連線的方位需兩個(gè)坐標(biāo).故剛性雙原子分子自由度為5（i=5）。剛性雙原子分子目前十一頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)非剛性雙原子分子附加一個(gè)確定兩原子相對位置的相對坐標(biāo)，非剛性雙原子分子的自由度為6(i=6）非剛性雙原子分子*C動畫:非剛性雙原子分子的運(yùn)動目前十二頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)結(jié)論單原子分子

303雙原子分子325多原子分子336剛性分子的自由度分子自由度（平動）(轉(zhuǎn)動)(總)

自由度平動自由度轉(zhuǎn)動自由度振動自由度目前十三頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)

2.能量按自由度均分定理（Theoremofequipartitionofenergy）

處于溫度為T的平衡態(tài)的氣體中，分子熱運(yùn)動動能平均分配到每個(gè)分子的每個(gè)自由度上。每個(gè)分子的每個(gè)自由度的平均動能都是目前十四頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)

(1)一個(gè)剛性分子的總動能

(2)均分原理是某一平衡態(tài)下的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

(3)分子碰撞Collisionofmolecules是能量均分的成因（cause）討論目前十五頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)3.理想氣體的內(nèi)能（Internalenergy）根據(jù)能量均分原理，我們可以得到理想氣體的內(nèi)能為：理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)（function）這個(gè)結(jié)論可以作為理想氣體的定義（從能量角度）目前十六頁\總數(shù)十七頁\編于一點(diǎn)例題：當(dāng)溫度為0°C時(shí)，試求：（1）氧氣分子的平均平動動能和平均轉(zhuǎn)動動能；(2)氧氣的內(nèi)能以及當(dāng)溫度升高ΔT=2K時(shí)氧氣內(nèi)能的增量ΔE。解：（1）氧氣分子是雙原子分子，自由度數(shù)i=5，其中平動自由度數(shù)t=3，