Statslov om udstyret energi?

lov om udstyr til energi

Loven om udstyr til energi siger, at i et system i termisk ligevægt er den gennemsnitlige energi for hver frihedsgrad 1/2 kt , hvor:

* k er Boltzmann konstant (ca. 1,38 x 10 ²³ j/k)

* t er den absolutte temperatur i Kelvin

frihedsgrader Se de uafhængige måder, hvorpå et molekyle kan opbevare energi. Disse kan være:

* translationel: Bevægelse i tre dimensioner (x, y, z)

* Rotation: Rotation omkring tre akser (til ikke-lineære molekyler)

* vibration: Svingninger af atomer i molekylet

Nøglepunkter:

* gælder for systemer i termisk ligevægt: Systemet skal være i en stabil tilstand, hvor energi er jævnt fordelt mellem alle partiklerne.

* Gennemsnitlig energi: Loven beskriver den gennemsnitlige energi pr. Grad af frihed, ikke den nøjagtige energi i et enkelt molekyle.

* Klassisk mekanik: Udstyrssætningen er baseret på klassisk mekanik og antager, at energi er kontinuerlig.

* Begrænsninger: Loven gælder ikke for meget lave temperaturer, hvor kvanteeffekter bliver betydelige.

Eksempel:

Et diatomisk molekyle har 5 frihedsgrader:3 translationelle, 2 rotation. I henhold til Equipartition -teoremet er molekylets gennemsnitlige energi (5/2) Kt.

Praktiske implikationer:

* Specifik varmekapacitet: Udstyrssætningen kan forklare den specifikke varmekapacitet for gasser og faste stoffer.

* Statistisk mekanik: Det spiller en afgørende rolle i forståelsen af ​​den statistiske opførsel af systemer i termisk ligevægt.

* Forståelse af molekylær bevægelse: Udstyret af energi hjælper os med at forstå, hvordan energi distribueres mellem forskellige typer molekylær bevægelse.

Det er vigtigt at bemærke, at loven om udstyr til energi er en statistisk lov. Det gælder i gennemsnit, men individuelle molekyler kan have forskellige energier.