Що таке принцип рівномірного розподілу теплоємності?
Теорема про рівномірний розподіл показує, що в тепловій рівновазі будь-який ступінь свободи (наприклад, компонент положення або швидкості частинки), який з’являється лише квадратично в енергії, має середню енергію 1⁄2kБT і, отже, вносить 1⁄2kБ до теплоємності системи.
Теорема рівноподілу вимагає цього кожен ступінь свободи, який проявляється лише квадратично в загальній енергії, має середню енергію ½kBT у тепловій рівновазі і, таким чином, сприяє ½kB теплоємності системи. Таким чином, кожна з трьох поступальних ступенів свободи вносить ½R до (3/2 R).
Теорема рівноподілу стверджує, що енергія рівномірно розподіляється між усіма енергетично доступними ступенями свободи системи.
Теплоємність або теплоємність – це фізична властивість речовини, яка визначається як кількість тепла, яке необхідно надати об’єкту, щоб створити одиничну зміну його температури. Одиницею теплоємності в СІ є джоуль на кельвін (Дж/К). Теплоємність є великою властивістю.
Закон рівномірного розподілу дав Клаузіус. Це уточнює думку про те, що більше атомів на молекулу збільшує теплоємність складних газів. Порівняно з одноатомними молекулами газу двоатомні частинки газу мають вищий молярний вміст тепла та внутрішню енергію завдяки кінетичній теорії газів.
Теорема рівноподілу стверджує, що кожен доступний ступінь свободи3 несе в середньому однакову енергію, і ця енергія дорівнює k B T / 2 . Додавання середніх кінетичних енергій у трьох просторових напрямках дає результат рівняння. (1.6). Доведення теореми про рівноподіл наведено в розділі 4.7.