【知识仓库】能量均分定理
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发布时间：2024-10-24 12:19
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热心网友
时间：2024-11-09 12:13
我们已探讨过热容的概念，特别是对于理想气体的定义。理想气体的热容描述的是将一摩尔理想气体温度提升所需的热能。理想气体中的热能主要来自于粒子的移动动能。对于单原子理想气体，比如氦(He)和氩(Ar)，实验结果与理论预测相符，均为3个自由度。双原子分子，如氧气，具有更多自由度，包括旋转与振动，这意味着能量分配更加复杂。能量均分定理则指出，每个自由度平均分配能量。对于单原子气体，这意味着每个自由度贡献能量的一半。在双原子分子中，考虑旋转时，大部分情况下只有两个旋转自由度。振动涉及动能和势能，通常认为有两个自由度，但其能量在常温下难以激发。温度对自由度的激发有重要影响，温度降低会使某些振动模式冷却。氢气分子温度与热容的关系遵循特定模式。当分析固体时，考虑N个原子的单原子固体，每个原子有3个振动自由度。因此，固体的热容与温度的关系遵循杜隆-珀蒂定律，即随着温度降低热容减少。这种定律对于理解固体热容的温度依赖性至关重要。
