O le teorama o le vaeluaga tutusa o le malosi na maua mai i se auala fa'avae e Clerk Maxwell e fa'aaoga ai le fa'ainisinia fa'amaumauga. Ua ta'ua o se teorama aua e leai se fa'amaoniga e ala i fa'ata'ita'iga. O le vaeluaga o le malosi o lona uiga o le tufatufaina tutusa o le malosi.
KE = le averesi o le malosiaga kinetic faaliliu o molela kesi (Joule)
k = Fa'amautu a Boltzmann = 1.38 x 10-23 J / K
T = le vevela atoatoa o le molela'au kasa lelei (Kelvin)
O le malosiaga kinetic fa'aliliu e maua mai i le gaioiga fa'aliliu lea e tolu vaega o le saoasaoa, o le vaega o le saoasaoa i luga o le x-axis, y-axis, ma le z-axis. E tolu vaega o lenei saoasaoa, i lea tulaga e iai le numera 3 i le fua fa'atatau o lo'o i luga. O vaega ta'itasi o le saoasaoa e ta'ua o le tikeri o le sa'olotoga. Talu ai ona e tolu vaega o le saoasaoa, o le malosiaga kinetic fa'aliliu e 3 tikeri o le sa'olotoga.
O le teorama o le energy equipartition theorem e faʻapea mai e tatau ona vaevaeina tutusa le malosi moni i tikeri uma o le saolotoga. O lea la, o le averesi o le malosi mo tikeri taʻitasi o le saolotoga e 1/2 kT.
Molekiula kasa monoatomika
E na'o le fa'aliliuga e faia e molela'au kasa monatomic ina ia maua ai e molela'au kasa monatomic le 3 tikeri o le sa'olotoga.
O le averesi o le malosiaga kinetic mo molela kesi monatomic taitasi e:
3 (1/2 kT) = 3/2 kT = 3/2 nRT.
O le gafatia o le vevela o molelaʻau kasa monatomic:
C = 3/2 R = 3/2 (8.315 J / mol. K) = 12.47 J/Kg. K
Molekiula kasa diatomika
I le fa’aopoopoga i le gaioiga fa’aliliu, e fa’atino fo’i e molela’au kesi diatomic le fa’ata’amilosaga ma le tetete. O le aofa’i o tikeri o le sa’olotoga mo le gaioiga fa’aliliu = 3. O le a le tikeri o le sa’olotoga mo le gaioiga fa’ata’amilosaga ma le tetete?
E tolu au fa'ata'amilosaga, o le x, y, ma le Z-axes. O le gaioiga fa'ata'amilosaga i luga o le x-axis e le faitaulia auā e tutusa atoms e lua ma le au fa'ata'amilosaga. A tutusa ma le x-axis, o le taimi o le inertia o atoms e lua = 0. O lea la, o le aofa'i o tikeri o le sa'olotoga mo le gaioiga fa'ata'amilosaga = 2.
O le averesi o le malosi mo molela kasa diatomic taitasi e:
3 (1/2 kT) + 2 (1/2 kT) = 5/2 kT = 5/2 n R T.
O le gafatia o le vevela o molela'au kasa diatomic:
C = 5/2 R = 5/2 (8.315 J / mol. K) = 20.79 J / Kg. K
O le gafatia o le vevela molecule e maua i le fa'ata'ita'iga e sili atu nai lo le gafatia o le vevela o molecule kasa diatomic e maua mai i fa'ata'ita'iga.
A faia le gaioiga fa'avi'ivi'i, e lua ituaiga o le malosi o molela'au kesi diatomic, o le malosi kinetic ma le malosi elastic potential. O lea la, o le aofa'i o tikeri o le sa'olotoga mo le gaioiga fa'avi'ivi'i = 2.
O le averesi o le malosi mo molela kasa diatomic taitasi e:
3 (1/2 kT) + 2 (1/2 kT) + 2 (1/2 kT) = 7/2 kT = 7/2 n R T.
O le gafatia o le vevela o molela'au kasa diatomic:
C = 7/2 R = 7/2 (8,315 J / mol. K) = 29.1 J / Kg. K
O le aafiaga o le gatete i le taua o le gafatia o le vevela o molela kesi diatomic e faʻalagolago foʻi i le va o le vevela (T). O faʻataʻitaʻiga na faia muamua e faia i se va o le vevela e le lautele tele. O faʻataʻitaʻiga talu ai nei na faia i se va o le vevela lautele e faʻaalia ai o le taua o le gafatia o le vevela o molela kesi e faʻalagolago foʻi i le va o le vevela. Ina ia malamalama atili i lenei faʻafitauli, seʻi o tatou toe iloiloina le eseesega o le gafatia o le vevela o molela kesi hydrogen i vevela eseese.
Haidrone (H₂) e aofia ai le kesi diatomic. O le ata i le itu o loʻo faʻaalia ai le fesuiaʻiga o le gafatia o le vevela o molelaʻau kesi haitorosene i vevela eseese. O le tau o le gafatia o le vevela o molelaʻau o le 5/2 R = 20.79 J/Kg. E naʻo le K e iai i le va o le vevela e tusa ma le 250 K i le 750 K. I lalo ifo o le 250 K, o le gafatia o le vevela o molelaʻau kesi haitorosene e faʻaitiitia pea seʻia oʻo i le 3/2 R = 12.47 J/Kg. K. I se faʻatusatusaga, i luga atu o le 750 K, o le gafatia o le vevela o molelaʻau kesi e faʻateleina pea seʻia oʻo i le 7/2 R = 29.1 J/Kg. K.
E faʻavae i luga o lenei mea moni, e mafai ona tatou fai atu i le vevela maualalo, e naʻo le gaioiga faʻaliliuina e faia e molelaʻau kesi. A maeʻa ona siʻitia le vevela, e faia e molelaʻau kesi fou se gaioiga faʻataʻamilomilo. I le vevela maualuga, e fetoʻai molelaʻau kesi ma le tasi ma le isi ina ia gatete ai atomu. O lea la, o nei ituaiga gaioiga e tolu e faia i ni vaega, muamua naʻo le gaioiga faʻaliliuina (vevela maualalo), a maeʻa lena o le faaliliuga + faʻataʻamilomilo (vevela feololo) ma le mea mulimuli o le faʻaliliuina + faʻataʻamilomilo + gatete (vevela maualuga). E naʻo le gaioiga gatete e tupu pe afai e fetoʻai molelaʻau kesi ma le tasi ma le isi.
O mataupu faapenei e lē gata ina tutupu i le kesi haitorosene, ae faapea foi i isi kesi. Mai faataitaiga na faia e saienitisi, o le gafatia o le vevela o molela o kesi e masani ona suia foi i le vevela. O suiga e tutupu e tutusa ma mea e oo i ai le kesi haitorosene, ae ona o le fausaga i kesi taitasi e eseese (e eseese le numera ma le ituaiga o atomu), o suiga i le gafatia o le vevela e tutupu foi i le eseese o le vevela.
O le teorama o le energy equipartition theorem e faʻapea mai e tatau ona vaevaeina tutusa le malosiaga atoa mo tikeri taʻitasi o le saʻolotoga. O le malosiaga faʻaopoopo e maua mai i molelaʻau kesi e le tutusa le tufatufaina mo tikeri taʻitasi o le saʻolotoga ae vaevaeina malie. E le gata i lea, o le fua faʻatatau o le gafatia o le vevela molelaʻau o le kesi lea ua tatou maua faʻavae i luga o le teorama kinetic o le kesi,
ua ta'u mai ai o le gafatia o le vevela o le mole e fa'alagolago lava i le R (1/2 R mo tikeri ta'itasi o le sa'olotoga). E a'afia fo'i le gafatia o le vevela o mole e le vevela (T).
E mafai ona fa'ai'uina, muamua, o le teorama equipartition e mafua mai i le mekanika fa'amaumauga masani, lea e fa'avae i luga o tulafono o mekanika Newtonian. Lua, o le teorama kinetic o le kesi tatou te fa'aaogaina i le fa'amatalaina o gaioiga o molela'au kesi e fa'avae fo'i i luga o tulafono o mekanika Newtonian. Talu ai ona ua solia le teorama equipartition o le malosi ma le teorama kinetic o kesi, e mafai ona fa'ai'uina e le mafai e tulafono a Newton o mekanika ona fa'amatalaina gaioiga e tutupu i le tulaga atomika po'o le molela'au. I se isi faaupuga, o mekanika Newtonian po'o mekanika masani e na'o le fa'amatalaina o le gaioiga o mea tetele.
