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1、复习复习1，理想气体23问题：问题：2.62.6能量均分定理能量均分定理 理想气体的内能理想气体的内能一、自由度一、自由度( (Degree of freedom) ：1 1、定义：、定义：确定物体的空间位置所需要的独立坐标参量数。2、质点、质点(Moving particle)的自由度：的自由度：i = 33、刚体、刚体(Free rigid body)的自由度的自由度：i = 64 4、气体分子、气体分子( (Molecular of gas)自由度：自由度：刚性双原子气体分子i =5(t=3,r=2).单原子气体分子:质点 i=3。讨论：讨论： 多原子气体分子多原子气体分子(原子原子数数
2、n 3)： 刚性刚性: i= 6(t=3,r= 3); 非刚性双原子气体分子i =6(t=3,r=2,s=1).BA刚体的运动形式：平动、转动刚体的运动形式：平动、转动 .平动：刚体中所有各点的运动轨迹相同，任意两点间的平动：刚体中所有各点的运动轨迹相同，任意两点间的连线在任一时刻始终与起始位置平行的运动。连线在任一时刻始终与起始位置平行的运动。ABAA单原子分子单原子分子平动自由度平动自由度t=3双原子分子双原子分子平动自由度平动自由度t=3转动自由度转动自由度r=2多原子分子多原子分子平动自由度平动自由度t=3转动自由度转动自由度r=3说明：说明：实际上，双原子、多原子分子并不完全是刚性的
3、，但在常温下大多气体分子振动都被冻结。只有在高温时候才被激发，因此在常温时候通常可以将其作为刚性处理，认为气体分子都是刚性的。因此，分子的自由度不仅取决于其内部结构，还取决于温度。分子结构单原子双原子多原子分子模型质点由刚性杆连接的两个质点刚体自由度356刚性刚性气体分子气体分子( (Molecular of gas)自由度自由度( (重点重点)二、能量按自由度均分定理二、能量按自由度均分定理(Theorem of equipartition of energy )：1 1、能量按自由度均分定理：在温度为、能量按自由度均分定理：在温度为T T 的平衡状态下，分子的平衡状态下，分子 的每个自由度
4、的平均动能均为的每个自由度的平均动能均为 。理想气体分子的平均平动动能为原因：原因：振动能量动能振动能量动能+势能势能对于刚性分子对于刚性分子 S = 0S = 0其中其中 itr理想气体的内能：理想气体的内能：内能内能：由每个分子的能量的和，和分子间的相互作用势能：由每个分子的能量的和，和分子间的相互作用势能构成总能量构成总能量对于理想气体来说，由于对于理想气体来说，由于忽略忽略了分子之间的相互作用力，了分子之间的相互作用力，也就是也就是忽略忽略了分子间的势能，所以理想气体的内能了分子间的势能，所以理想气体的内能只是只是等于每个分子能量的和。等于每个分子能量的和。内能内能每个分子的能量的和每
5、个分子的能量的和分子间的相互作用势能分子间的相互作用势能理想气体的内能理想气体的内能每个气体分子能量之和每个气体分子能量之和1mol 理想气体的内能为：理想气体的内能为： mol 理想气体的内能为：理想气体的内能为：结论结论：理想气体的内能是温度的：理想气体的内能是温度的单值函数单值函数，理想气，理想气 体内能仅与体内能仅与温度温度有关，与压强和体积无关。有关，与压强和体积无关。温度改变，内能改变量为温度改变，内能改变量为2 2、能量按自由度均分定理能量按自由度均分定理。1 1、自由度、自由度3 3、气体分子能量计算（平动、转动、振动）、气体分子能量计算（平动、转动、振动）。4、 理想气体的内能为：理想气体的内能为：刚性刚性小小 结结例例1：试指出下列各式所表示的物理意义：试指出下列各式所表示的物理意义：理想气体系统由氧气组成，温度理想气体系统由氧气组成，温度T = 0oC。 例题例题2-6求求（1）分子的平均分子的平均 平动动能和平均转动动能；平动动能和平均转动动能；（2）氧气的内能以及温度升高氧气的内能以及温度升高2K时内能的增量。时内能的增量。解解（1） （2）
