РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН


РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН
РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН

       
закон классич. статистической физики, утверждающий, что для статистич. системы в состоянии термодинамич. равновесия на каждую трансляц. и вращат. степень свободы приходится в среднем кинетич. энергия kT/2, а на каждую колебат. степень свободы — в среднем энергия kT (где Т -абс. темп-ра системы, k — Больцмана постоянная). Р. з.— приближённый закон; он нарушается в тех случаях, когда становятся существенными квант. эффекты (а в случае колебат. степеней свободы — также и ангармоничность колебаний). Р. з. позволяет легко оценить предельные значения теплоёмкостей многоатомных газов и тв. тел при высоких темп-рах.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН

- утверждение, согласно к-рому в классич. равновесной статистич. системе ср. кинетич. энергия, приходящаяся на каждую трансляционную, вращательную и колебательную степени свободы, равна q/2 (q = kT), ср. потенц. энергия, приходящаяся на каждое гармонич. колебание в системе,- тоже q/2. Т. о., на каждую колебат. степень свободы в ср. приходится энергия q - в 2 раза больше, чем на каждую трансляц. и вращат. степени свободы. Р. з. является прямым следствием статистич. вириала теоремы:

4020-110.jpg

(чертой сверху обозначено усреднение с помощью классич. канонического распределения Гиббса )и того, что Гамильтона функция системы Я представляет квад-ратич. форму по обобщённым импульсам р k для любого типа движения в нерелятивистской системе и квадратич. форму по обобщённым координатам х k для каждого происходящего в ней гармонич. колебания.

Р. з. ограничен областью применимости классич. приближения: условие невырожденности газа 4020-111.jpgqвыр ==4020-113.jpg (см. Больцмана распределе ние), где V- объём системы, содержащий N молекул массой т, обеспечивает применимость Р. з. по отношению к трансляц. движению, условия 4020-114.jpg= =4020-115.jpgи 4020-116.jpg- по отношению к вращению молекул газа и колебат. движениям в них (I - момент инерции, w0 - частота собств. колебаний). Численные значения этих характерных темп-р заметно отличаются друг от друга по порядкам величин. Напр., для молекул, входящих в состав воздуха,4020-117.jpg

4020-118.jpg К,4020-119.jpgК,4020-120.jpgК,

и поэтому при комнатной темп-ре ( Т4020-121.jpg300 К) трансляц. и вращат. движения невырождены и подчиняются Р. з., тогда как колебания как бы выключены ("заморожены") и практически не дают своего вклада в термодинамич. характеристики системы. Р. з. эффективно применим в случаях, когда система может быть аппроксимирована идеальной (т. е. учёт взаимодействия частиц даёт малые поправки к равновесным термодинампч. характеристикам газа), а, кроме того, внутр. движения в молекулах (напр., вращения и колебания) независимы друг от друга и от поступат. перемещений (трансляций) молекул.

Для расчёта внутр. энергии 4020-122.jpg и теплоёмкости при пост. объёме 4020-123.jpgгаза, состоящего из n-атомных молекул (общее число молекул - N), следует подсчитать число независимых степеней свободы, приходящихся на одну молекулу: 3 трансляционные, 3 вращательные, 3n- 6 колебательных (в линейных молекулах 2 вращательные и 3n- 5 колебательных), и воспользоваться Р. з. Тогда 4020-124.jpg [для газа из линейных молекул 4020-125.jpg Для простых твёрдых тел, рассматриваемых в гармонич. приближении (см. Динамика кристаллической решётки), из Р. з. при темп-pax выше Дебая температуры следует Дю-лонга и Пти закон 4020-126.jpg= N·3qили для молярной теплоёмкости кристалла, С моп = 3R (R- универсальная газовая постоянная). Для равновесного излучения Р. з. приводит к Рэлея- Джинса закону излучения, справедливому в области низких частот 4020-127.jpg

Лит.: Квасников И. А., Термодинамика и статистическая физика, М., 1991. И. А. Квасников.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН" в других словарях:

  • РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН — теорема классической статистической физики, согласно которой на каждую степень свободы системы в равновесном состоянии приходится средняя энергия kT/2, где k Больцмана постоянная, T абсолютная температура …   Большой Энциклопедический словарь

  • равнораспределения закон — теорема классической статистической физики, согласно которой на каждую степень свободы системы в равновесном состоянии приходится средняя энергия kT/2, где k  Больцмана постоянная, Т  абсолютная температура. * * * РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН… …   Энциклопедический словарь

  • Равнораспределения закон —         закон классической статистической физики (См. Статистическая физика), утверждающий, что для статистической системы в состоянии термодинамического равновесия на каждую трансляционную и вращательную степень свободы приходится средняя… …   Большая советская энциклопедия

  • РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН — закон клас сич. статистической физики. Согласно Р. з., в системе, находящейся в состоянии равновесия термодинамического, на каждую поступат. и вращат, степень свободы отд. частицы системы (напр., молекулы) в среднем приходится энергия kT/2, а на… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Закон равнораспределения — Тепловое движение α пептида. Сложное дрожащее движение атомов, составляющих пептид, случайно, и энергия отдельного атома флуктуирует в широких пределах, но с помощью закона равнораспределения вычисляют как среднюю кинетическую энергию каждого… …   Википедия

  • закон равнораспределения энергии — tolygusis energijos skirstinys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. law of equipartition of energy; principle of equipartition of energy vok. Energiegleichverteilungssatz, m; Gleichverteilungsgesetz der Energie, n; Gleichverteilungsprinzip …   Fizikos terminų žodynas

  • закон равномерного распределения энергии — tolygusis energijos skirstinys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. law of equipartition of energy; principle of equipartition of energy vok. Energiegleichverteilungssatz, m; Gleichverteilungsgesetz der Energie, n; Gleichverteilungsprinzip …   Fizikos terminų žodynas

  • ДЮЛОНГА И ПТИ ЗАКОН — эмпирич. правило, согласно к рому теплоёмкость тв. тел при постоянном объёме и темп ре Т ? 300К постоянна и равна 6 кал/(моль•К). Установлен франц. учёными П. Дюлонгом (P. Dulong) и А. Пти (A. Petit) в 1819. Д. и П. з. приближённо справедлив для… …   Физическая энциклопедия

  • СТЕПЕНИ СВОБОДЫ — независимые возможные изменения состояния (в частности, положения) физ. системы, обусловленные вариациями её параметров. В механике С. с. соответствуют независимым перемещениям механич. системы, число к рых определяется числом образующих систему… …   Физическая энциклопедия

  • Эквипарциальная теорема — Тепловое движение α пептида. Сложное дрожащее движение атомов, составляющих пептид, случайно, и энергия отдельного атома флуктуирует в широких пределах, но с помощью закона равнораспределения вычисляют как среднюю кинетическую энергию каждого… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.