Внутрення энергия идеального газа. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы

Внутренняя энергия – кинетическая энергия хаотического движения частиц и энергия их взаимодействия. Она включает в себя энергию электронных оболочек атомов и ионов и внутриядерную энергию.

К внутренней энергии не относится кинетическая энергия движения системы как целого и потенциальная энергия системы во внешнем поле сил.

Внутренняя энергия есть функция состояния, т.е. величина определяется состоянием системы и не зависит от пути, которым она в это состояние пришла.

Числом степеней свободы (i) называют количество независимых переменных, с помощью которых может быть задано положение системы.

Для материальной точки i=3.

На каждую степень свободы приходится ½kT энергии.

При колебательном движении энергия, приходящаяся на степень свободы, равна kT, т.к. есть и W_к, и W_п.

Общее число степеней свободы для молекулы из N атомов: i=3N, из них для колебательного движения i_кол=3N-6

Внутрення энергия идеального газа равна кинетической энергии теплового движения молекул.

Внутренняя энергия одного моля газа:

Внутренняя энергия любого количества газа: