Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул

Числом степеней свободы i материального объекта называется чи­сло независимых координат, однозначно определяющих положение этого объекта относительно рассматриваемой системы отсчета.

Рис. 2

Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы: энергия моле­ку­лы равномерно распределяется по сте­пе­ням свободы, т.е. на каждую сте­пень свободы, независимо от кон­струк­ции молекулы, приходится одинаковая энергия, равная kT /2.

Уравнение Клаузиуса  ,      (1)

Уравнение Менделеева – Клапейрона                                       (2)

  ;

  (3)

Уравнение Клаузиуса было получено в предположении, что молекулы газа – материальные точки (одноатомные молекулы), имеющие 3 степени свободы поступательного движения. Так как все направления движения равновероятны, полная энергия молекулы поровну распределяется между тремя степенями свободы и на каждую степень свободы приходится kT /2   энергии

                                   .                                     (4)

Энергия одной молекулы:  .

Энергия одного киломоля:               .

Энергия произвольной массы газа                           .