理想气体内能

    2.1.6　理想气体内能

    气体的内能是指气体分子的能量以及分子之间势能的总和。对理想气体来说，忽略分子之间的相互作用力，因此分子之间的势能可以忽略。所以理想气体的内能就等于气体分子能量的总和。根据能量均分原理，每个分子的平均能量为，将这个能量与分子总数N相乘，即可得到理想气体的内能E=N－ε，由于N=，而N_Ak=R，于是得到理想气体的内能公式为

    由此可知，处于平衡态下的一定量的理想气体的内能仅取决于气体分子运动的自由度i和气体的热力学温度T，而与气体的压强和体积无关。由于理想气体的内能只是状态参量的单值函数，所以又称理想气体的内能为状态函数。

    【例2.1-3】在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子)和氦气的体积之比V₁/V₂=1/ 2，则其内能之比E₁/E₂为(　)。

    (A)3/10　(B)1/2　(C)5/6　(D)5/3

    解:内能E=pV，由题意p₁=p₂，氧气分子自由度i₁=5，氦气分子自由度i₂=3，内能之比为正确答案为(C)。