气体转动动能公式

气体转动动能公式
- 对于理想气体，根据能量按自由度均分定理。

- 分子的自由度：确定分子运动状态所需要的参量数。

对于刚性双原子分子（可看作哑铃型），它有3个平动自由度t = 3，2个转动自由度r=2，总自由度i=t + r=5。

对于刚性多原子分子（形状不规则），它有3个平动自由度t = 3，3个转动自由度r = 3，总自由度i=t + r=6。

2. 转动动能公式。

- 根据能量按自由度均分定理，每个转动自由度上平均分配的能量为(1)/(2)kT （k为玻尔兹曼常量，T为热力学温度）。

- 对于刚性双原子分子，转动动能E_r=(2)/(2)kT = kT，因为其转动自由度r = 2。

- 对于刚性多原子分子，转动动能E_r=(3)/(2)kT，因为其转动自由度r = 3。

- 在宏观情况下，对于n摩尔的理想气体，根据N = nN_A（N为分子总数，N_A为阿伏伽德罗常数），总转动动能E_r总=n(r)/(2)RT（R = kN_A为普适气体常量）。

例如对于刚性双原子分子理想气体n摩尔，总转动动能E_r总=nRT；对于刚性多原子分子理想气体n摩尔，总转动动能E_r总=(3)/(2)nRT。