Chapter 17 Heat and the first law of Thermodynamics 单原子分子平均能量E=3×kT 各平动自由度的平动动能相等;每个平动自由度上 分配了一份T2的能量 由于分子的激烈碰撞(几亿次秒),平动动能与平动 动能,平动动能和转动动能之间不断转换; 平动动能 平动动能 平动动能 转动动能 因此使得所有的自由度中没有哪个是特殊的,即各自由 度的平均动能都是相等的,即:
Chapter 17 Heat and the First Law of Thermodynamics 各平动自由度的平动动能相等；每个平动自由度上 分配了一份kT/2的能量。 平动动能 转动动能 由于分子的激烈碰撞（几亿次/秒），平动动能与平动 动能，平动动能和转动动能之间不断转换； 平动动能 平动动能 单原子分子平均能量 kT 2 1 = 3 因此使得所有的自由度中没有哪个是特殊的,即各自由 度的平均动能都是相等的，即：
Chapter 17 Heat and the first law of Thermodynamics 能量均分定理:在温度为T的平衡态下,气体分子每 个自由度的平均动能都相等,而且等于hT/2。 Principle of equipartition of energy Energy is shared equally among the active degrees of freedom, and in particular each active degree of freedom of a molecule has on the average an energy equal to kT/2 根据能均分定理,如果气体分子的总自由度为讠个, 则它的平均动能就有i份kT/2的能量。 分子的平均能量E=kT 2
Chapter 17 Heat and the First Law of Thermodynamics 能量均分定理：在温度为T的平衡态下，气体分子每 个自由度的平均动能都相等，而且等于kT/2 。 Principle of equipartition of Energy: Energy is shared equally among the active degrees of freedom, and in particular each active degree of freedom of a molecule has on the average an energy equal to kT/2. 分子的平均能量 k T i 2 = 根据能均分定理，如果气体分子的总自由度为 i 个， 则它的平均动能就有i 份 kT/2 的能量
Chapter 17 Heat and the first law of Thermodynamics 刚性分子能量自由度 分子 自由度t平动r转动i总 单原子分子 3 0 3 双原子分子3 2 5 3-25-2 K==kT K==kT 多原子分子 3 3 6 K=3kT
Chapter 17 Heat and the First Law of Thermodynamics 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 t r i 自由度 平动 转动 总 K kT 2 3 = K kT 2 5 = K = 3kT
Chapter 17 Heat and the first law of Thermodynamics Internal energy(内能):P406 1 Internal energ The sum total of all the energy of all the molecules in an object 定义:气体的内能是指它的内动能,即它所包 含的所有分子的动能(相对于质心参考系)和分子 间的相互作用势能的总和 对于理想气体,分子之间无势能,因此理想气 体的内能就是它的所有分子的动能之和
Chapter 17 Heat and the First Law of Thermodynamics Internal energy（内能）：P406 1 Internal energy The sum total of all the energy of all the molecules in an object. 定义：气体的内能是指它的内动能，即它所包 含的所有分子的动能（相对于质心参考系）和分子 间的相互作用势能的总和。 对于理想气体，分子之间无势能，因此理想气 体的内能就是它的所有分子的动能之和
Chapter 17 Heat and the first law of Thermodynamics 个分子的能量为kT 2 1mo气体分子的能量为:20T=2RT 2 m千克气体的内能为:U RT M2
Chapter 17 Heat and the First Law of Thermodynamics 一个分子的能量为 kT i 2 1 mol气体分子的能量为: N kT i 0 2 RT i 2 = m 千克气体的内能为： RT i M m U 2 =