1、第三节,能均分定理及理想气体的内能,,1. 气体分子的自由度(独立的坐标数)将每个原子看作质点所以分子是质点系,(1)建立空间坐标确定质心的位置需要三个独立的坐标， 故平动自由度为：t=3,(2)对于双原子分子，需确定两原子的连线方位，需确定 两个方位角 给出分子的 转动状态，故转动自由度为：r=2,,单原子分子,双原子分子,多原子分子,单原子分子 双原子分子 多原子分子,刚性分子,总自由度：,,二、 能量按自由度均分原理,条件：在温度为T 的平衡态下 1.每一平动自由度具有相同的平均动能,每一平动自由度的平均动能为,2.平衡态 各自由度地位相等 每一转动自由度 每一振动自由度也具有 与平动自
2、由度相同的平均动能 其值也为,,1)能量分配 没有占优势的自由度 2)注意红框框中“词”的物理含义物质： 对象无限制 - 普遍性的一面 平衡态： 对状态的限制 平均动能：平均-统计的结果,,3)由能均分原理可得平衡态下 每个分子的平均动能,4)关于振动自由度(分子中原子之间距离的变化）,简谐振动动能与势能相等,5)一个分子的总平均能量,每个振动自由度还具有kT/2的平均势能,,刚性:单原子分子 双原子分子 多原子分子,6)刚性分子的平均能量只包括平均动能,,对于理想气体，没有势能，则总能量为动能：,三、 理想气体的内能N个粒子组成的系统 分子热运动能量,系统内所有分子平均动能和分子间相互作用的
3、平均势能 之总合,对于理想气体分子间作用力,内能定义:,所以分子间作用势能之和为零 内能为,,刚性理想气体分子系统 分子内部势能也为零 所以内能为,1mol刚性理想气体分子系统 其内能为,,1)一般情况下 把分子看作刚性分子,2)理气内能是温度的单值函数,为什么？ (忽略了势能),3)内能与机械能,机械能-有序,内能-无序,,例 求温度不同的两种理想气体混合后的温度.,解: 两种理想气体混合到一起,分子间发生频繁的碰撞是弹性碰撞,碰撞前后总动能不变,加之理想气体内能等于分子总动能,所以混合前后系统的总内能不变.,混合前气体1的内能:,混合前气体2的内能:,混合后气体的温度为T,内能为E:,根据上述三个等式可求出温度T,讲解例题：P331，Example10.4,,
