2020高中物理竞赛辅导(基础热力学)4理想气体的内能（含真题）(共17张PPT)

(课件网) 2020高中物理竞赛 基础热力学篇 能量均分定理 理想气体的内能 自由度 能量按自由度均分定理 理想气体的内能 在力学中，自由度是指决定一个物体的空间位置所需要的独立坐标数. 自由度 t : 平动自由度 r : 转动自由度 s：振动自由度 单原子分子(自由运动质点) 刚性双原子分子 刚性多原子分子 非刚性双原子分子 t=3， r=0， s=0 （两个被看作质点的原子被一条几何线连接） t=3， r=2， s=0 t=3， r=2， s=1 t=3， r=3， s=0 一个分子的平均平动能为 平衡态下 可得 分子的每一个平动自由度的平均动能都等于 推广到转动等其它运动形式，得能量均分定理 能量按自由度均分定理 能量按自由度均分定理 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，都等于 是统计规律，只适用于大量分子组成的系统 是气体分子无规则碰撞的结果 经典统计物理可给出严格证明 理想气体的内能 分子的平均总能量为 理想气体的内能为 理想气体的内能只是温度的函数 而且与热力学温度成正比 此结论在与室温相差不大的温度范围内与实验近似相符。 ①该气体的摩尔质量，并确定是何种气体。 ②分子的平均平动动能和平均转动动能各为多少？ ③单位体积内分子的总动能。 解：① 可知此气体为氮气 ② ③ （3个自由度） （2个自由度） （A） （C） （B） （D） （C） 解：定向运动动能为 气体内能增量 按能量守恒应有： ∴ （１）试求气体的压强； 解:（１）设分子数为 （２） （２） （１） （２） 分子的平均平动动能的总和 （３）分子的平均转动动能的总和 （４）分子的平均动能的总和 （２） 分子的平均平动动能的总和 谢谢观看！