7-5 能量均分定理 理想气体内能.ppt

一自由度
单原子分子平均能量
刚性双原子分子
分子平均平动动能
分子平均转动动能
刚性分子平均能量
非刚性分子平均振动能量
刚性分子平均能量
非刚性分子平均能量
非刚性双原子分子
*
C
自由度分子能量中独立的速度和坐标的二次方项数目叫做分子能量自由度的数目, 简称自由度,用符号表示.
自由度数目
平动
转动
振动
单原子分子 3 0 3
双原子分子 3 2 5
多原子分子 3 3 6
刚性分子能量自由度
分子
自由度
平动
转动
总
自由度: 分子能量中独立的速度和坐标的二次方项数目叫做分子能量自由度的数目, 简称自由度,用符号 i 表示.
二能量均分定理(玻尔兹曼假设)
气体处于平衡态时,分子任何一个自由度的平
均能量都相等,均为,这就是能量按自由度
均分定理.
分子的平均能量
单原子分子 3 0 3
双原子分子 3 2 5
多原子分子 3 3 6
刚性分子能量自由度
分子
自由度
平动
转动
总
理想气体的内能
理想气体内能变化
三理想气体的内能
理想气体的内能:所有分子热运动动能和分子内原子间的势能之和(温度的单值函数) .
1 mol 理想气体的内能
(物质的量)
理想气体内能变化
单原子分子气体
双原子分子气体
多原子分子气体
几种刚性分子理想气体的内能
理想气体内能只是温度的函数,和 T 成正比.
理想气体的内能
例一容器内某理想气体的温度为273K,密度为ρ= g/m3,压强为 p = ×10-3 atm,求:
(1) 气体的摩尔质量,并判断该气体是何种气体;
(2) 气体分子的平均平动动能和平均转动动能;
(3) 单位体积内气体分子的总平动动能;
(4) mol,求气体的内能。
解:
是N2 或CO 气体。
(1) 由,有
(2) 平均平动动能和平均转动动能为
(3) 单位体积内气体分子的总平动动能为
(4) 由气体的内能公式,有
例两种气体自由度数目不同,温度相同,摩尔数
相同,下面那种叙述正确;
(A)它们的平均平动动能、平均动能、内能都相同;
(B)它们的平均平动动能、平均动能、内能都不同;
(C)它们的平均平动动能相同,而平均动能和内能
不同;
(D)它们的内能相同,而平均平动动能和平均动能
都不相同;