理想气体平均平动能是什么。怎么计算。这属于什么知识，我想学习一下。。。
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先说结论：理想气体平均平动能=3kT/2。表示分子由于自身的在空间中的移动具有的动能（区别于转动能，振动能）
我们从压强的计算入手，推出平均平动能的计算公式：
取壁上一个小面积元ds，假设单位体积的空间里分子个数为n，分子水平方向平均速度为Vx。
P=dF/ds=dI/(dsdt)。【I是冲量】。碰壁后分子在x轴上动量的改变2m(Vx)。我们可以假定Vx上半数分子冲向壁，半数分子远离壁，所以dt时间内, 总的dI=2m(Vx)*(n*Vx*dt*ds)/2。(n*Vx*dt*ds)/2是碰壁的分子个数，是利用数量密度*体积得到的。把dI代入P=dF/ds=dI/(dsdt)，得P=m[(Vx)^2]*n。因为Vx^2+Vy^2+Vz^2=V^2【其中V是分子的速率】（容易想到x,y,z三个维度平权，Vx=Vy=Vz没有不成立的理由），所以P=m[(Vx)^2]*n=(mV^2)n/3=2E*n/3,其中E=0.5mV^2=分子平动能.
所以E=(3P)/(2n)。由于P=nkT(这个是理想气体状态方程推出来的，n仍然是数密度，k是玻尔兹曼常数，T是开氏温度)，所以E=3kT/2
这个属于统计物理，一般的大学物理中有讲。
我们从压强的计算入手，推出平均平动能的计算公式：
取壁上一个小面积元ds，假设单位体积的空间里分子个数为n，分子水平方向平均速度为Vx。
P=dF/ds=dI/(dsdt)。【I是冲量】。碰壁后分子在x轴上动量的改变2m(Vx)。我们可以假定Vx上半数分子冲向壁，半数分子远离壁，所以dt时间内, 总的dI=2m(Vx)*(n*Vx*dt*ds)/2。(n*Vx*dt*ds)/2是碰壁的分子个数，是利用数量密度*体积得到的。把dI代入P=dF/ds=dI/(dsdt)，得P=m[(Vx)^2]*n。因为Vx^2+Vy^2+Vz^2=V^2【其中V是分子的速率】（容易想到x,y,z三个维度平权，Vx=Vy=Vz没有不成立的理由），所以P=m[(Vx)^2]*n=(mV^2)n/3=2E*n/3,其中E=0.5mV^2=分子平动能.
所以E=(3P)/(2n)。由于P=nkT(这个是理想气体状态方程推出来的，n仍然是数密度，k是玻尔兹曼常数，T是开氏温度)，所以E=3kT/2
这个属于统计物理，一般的大学物理中有讲。
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2024-04-15 广告
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