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能量按自由度均分原理(岳春阳)

在经典统计力学中,能量共享定理是联系系统温度及其平均能量的基本公式。能量分享定理也叫能量分享定律,能量分享原理,能量分享,或者只是平等分享。能量共享的最初概念是能量在热平衡时被均等地分成各种形式的运动。

在经典统计力学中,能量共享定理是联系系统温度及其平均能量的基本公式。能量分享定理也叫能量分享定律,能量分享原理,能量分享,或者只是平等分享。能量共享的最初概念是能量在热平衡时被等分为各种运动形式;例如,分子在平移运动中的平均动能应该等于在旋转运动中的平均动能。

能量共享定理可以做定量预测。类似于平均功定理,对于给定温度的系统,利用平均功定理可以计算出系统的总平均动能和势能,进而得到系统的热容量。平均定理也可以给出能量各分量的平均值,比如特定粒子的动能或者弹簧的势能。

例如,它预测理想气体中每个粒子在热平衡时的平均动能为(3/2)kBT,其中kB为玻尔兹曼常数,t为温度。更一般地说,不管它有多复杂,它都可以应用于热平衡中的任何经典系统。能量共享定理可用于推导经典理想气体定律和固体比热的杜隆-罗兰定律。也可以用来预测恒星的性质,因为即使考虑相对论效应的影响,定理依然成立。