Akọ̀wé Maxwell ló lo ìlànà ìṣirò láti fi ṣe àgbékalẹ̀ ìlànà agbára. Wọ́n pè é ní ìlànà nítorí pé kò ní ẹ̀rí ìdánwò kankan. Pípín agbára túmọ̀ sí pípín agbára dọ́gba.
Agbára ìyípadà-ìtumọ̀-ẹ̀rọ jẹ́ láti inú ìṣípo ìtúmọ̀-ẹ̀rọ, èyí tí ó ní àwọn ẹ̀yà ìyípadà-ẹ̀rọ mẹ́ta: ìpín x, ìpín y, àti ìpín z. Àwọn ẹ̀yà ìyípadà-ẹ̀rọ mẹ́ta wọ̀nyí ni ìdí tí nọ́mbà 3 fi fara hàn nínú ìṣètò tí ó wà lókè yìí. A ń pe ẹ̀yà ìyípadà-ẹ̀rọ kọ̀ọ̀kan ní ìpín òmìnira. Nítorí pé àwọn ẹ̀yà ìyípadà-ẹ̀rọ mẹ́ta ló wà, agbára ìyípadà-ẹ̀rọ ní ìwọ̀n òmìnira mẹ́ta.

Ìlànà agbára tí a fi ń ṣe ẹ̀rọ sọ pé a gbọ́dọ̀ pín agbára náà ní ìwọ̀n kan náà láàrín gbogbo ìwọ̀n òmìnira. Nítorí náà, agbára àpapọ̀ fún ìwọ̀n òmìnira kọ̀ọ̀kan jẹ́ 1⁄2 kT.
Àwọn mọ́líkúùlù gáàsì Monatomic
Àwọn mọ́líkúùlù gáàsì Monatomic nìkan ló ń ṣe ìṣípòpadà ìtumọ̀ kí àwọn mọ́líkúùlù gáàsì monatomic lè ní ìwọ̀n òmìnira mẹ́ta.
Agbára kinetic apapọ fun molikula kọọkan ti gaasi monatomic kan ni:
3 (1⁄2 kT) = 3/2 kT = 3/2 nRT.
Agbara ooru ti awọn molikula gaasi monatomic:
C = 3/2 R = 3/2 (8,315 J/mol.K) = 12,47 J/Kg.K
Àwọn mọ́líkúùlù gáàsì diatomic
Ní àfikún sí ìṣípo ìtumọ̀, àwọn mọ́líkúùlù gáàsì diatomic tún ń ṣe ìṣípo yíyípo àti ìgbìn. Iye àwọn ìwọ̀n òmìnira fún ìṣípo ìtumọ̀ = 3. Àwọn ìwọ̀n òmìnira mélòó fún ìṣípo yíyípo àti ìgbìnrin?
Àwọn àáké mẹ́ta ló wà fún ìyípo, èyí ni àwọn àáké x, y àti z. Ìyípo yíyípo nípa àáké x kò sí nínú ìṣirò náà nítorí pé àwọn átọ̀mù méjì tó para pọ̀ di mókúlùkù náà bá àáké yíyípo mu. Nígbà tí wọ́n bá dọ́gba pẹ̀lú àáké x, àkókò inertia ti àwọn átọ̀mù méjèèjì = 0. Nítorí náà, iye àwọn ìwọ̀n òmìnira fún ìyípo yíyípo = 2.
Agbara apapọ fun molikula gaasi diatomic kọọkan ni:
3 (1⁄2 kT) + 2 (1⁄2 kT) = 5/2 kT = 5/2 nRT.
Agbara ooru ti awọn molikula gaasi diatomic:
C = 5/2 R = 5/2 (8,315 J/mol.K) = 20,79 J/Kg.K
Agbara ooru molikula ti a gba ni imọ-jinlẹ tobi diẹ ju agbara ooru gidi lọ.
Àwọn ohun tí a rí nínú àwọn molecule gaasi diatomic tí a rí nípasẹ̀ àwọn àyẹ̀wò.
Nígbà tí a bá ń mì tìtì, àwọn mọ́lẹ́kúlù gaasi diatomic ní oríṣi agbára méjì: agbára kinetic àti agbára elastic potential. Nítorí náà, iye àwọn ìwọ̀n òmìnira fún ìṣípo gbigbọn jẹ́ 2.
Agbara apapọ fun molikula gaasi diatomic kọọkan ni:
3 (1⁄2 kT) + 2 (1⁄2 kT) + 2 (1⁄2 kT) = 7/2 kT = 7/2 nRT.
Agbara ooru ti awọn molikula gaasi diatomic:
C = 7/2 R = 7/2 (8,315 J/mol.K) = 29,1 J/Kg.K
Jọ̀wọ́ fi àbájáde yìí wéra pẹ̀lú agbára ooru àwọn molecule gaasi diatomic tí a rí gbà nípasẹ̀ ìwádìí. Ìyàtọ̀ náà ṣe pàtàkì. Àwọn molecule gaasi diatomic ní ìwọ̀n òmìnira méje (ìyípadà, ìyípo, àti ìṣípo gbigbọn), nítorí náà agbára ooru àwọn molecule gaasi diatomic tí a rí gbà nípasẹ̀ ìwádìí yẹ kí ó jẹ́ nǹkan bí 29,1 J/Kg.J.
Ipa ti išipopada gbigbọn lori agbara ooru ti awọn molikula gaasi diatomic tun da lori ibiti iwọn otutu (T). Awọn idanwo iṣaaju ni a ṣe lori ibiti iwọn otutu ti o kere. Awọn idanwo tuntun ti a ṣe lori ibiti iwọn otutu ti o gbooro ti fihan pe agbara ooru ti awọn molikula gaasi tun da lori ibiti iwọn otutu. Lati loye ọrọ yii daradara, jẹ ki a ṣe ayẹwo iyatọ ninu agbara ooru ti awọn molikula gaasi hydrogen ni awọn iwọn otutu oriṣiriṣi.
Ìyàtọ̀ nínú agbára ooru àwọn molecule gaasi hydrogen ní àwọn iwọn otutu tó yàtọ̀ síra.
Hídírójìn (H)2) pẹ̀lú àwọn gáàsì diatomic. Àwòrán tó wà ní ẹ̀gbẹ́ fi ìyàtọ̀ nínú agbára ooru àwọn molecule gáàsì hydrogen hàn ní àwọn iwọn otutu tó yàtọ̀ síra. Iye agbára ooru molecule ti 5/2 R = 20,79 J/Kg.K wà ní ìwọ̀n otutu tó tó 250 K sí 750 K nìkan. Ní ìsàlẹ̀ 250 K, agbára ooru molecule ti gáàsì hydrogen ń dínkù déédéé títí tí yóò fi dé 3/2 R = 12,47 J/Kg.K. Ní ọ̀nà mìíràn, lókè 750 K, agbára ooru molecule ti gáàsì náà ń pọ̀ sí i déédéé títí tí yóò fi dé 7/2 R = 29,1 J/Kg.K.
Nítorí òtítọ́ yìí, a lè sọ pé ní ìwọ̀n otútù kékeré, àwọn molecule gaasi nìkan ló ń ṣe ìṣípo ìtumọ̀. Nígbà tí ìwọ̀n otútù bá pọ̀ sí i, àwọn molecule gaasi nìkan ló ń ṣe ìṣípo yíyípo. Ní ìwọ̀n otútù gíga, àwọn molecule gaasi máa ń bá ara wọn jà, èyí sì máa ń mú kí àwọn átọ̀mù tí wọ́n para pọ̀ di molecule máa ń ṣe ìṣípo yíyípo. Nítorí náà, irú ìṣípo mẹ́ta yìí máa ń wáyé ní ìpele, àkọ́kọ́ ìṣípo ìtumọ̀ nìkan (iwọ̀n otútù kékeré), lẹ́yìn náà ìṣípo ìtumọ̀ + ìyípo (iwọ̀n otútù àárín), àti ní ìkẹyìn ìṣípo ìtumọ̀ + ìyípo + ìbílẹ̀ (iwọ̀n otútù gíga). Ìṣípo yíyípo máa ń wáyé nígbà tí àwọn molecule gaasi bá ara wọn jà.
Èyí kìí ṣe gáàsì hydrogen nìkan, ó tún kan àwọn gáàsì mìíràn. Àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ti rí i pé agbára ooru àwọn mókúlùkù gáàsì náà máa ń yípadà pẹ̀lú ìwọ̀n otútù. Àwọn ìyípadà náà jọ èyí tí gáàsì hydrogen ní ìrírí, ṣùgbọ́n nítorí pé ìṣètò gáàsì kọ̀ọ̀kan yàtọ̀ síra (iye àti irú àwọn átọ̀mù tí wọ́n ní), àwọn ìyípadà nínú agbára ooru tún máa ń wáyé lórí àwọn ìwọ̀n otútù tó yàtọ̀ síra.
Ìlànà equipartition ti agbára sọ pé gbogbo agbára gbọ́dọ̀ wà ní ìwọ̀n òmìnira kọ̀ọ̀kan. Ní òótọ́, agbára afikún tí àwọn molecule gaasi ń rí gbà kì í ṣe pé a pín káàkiri ìwọ̀n òmìnira kọ̀ọ̀kan, ṣùgbọ́n a ń pín wọn díẹ̀díẹ̀. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ìṣirò fún agbára ooru molecule ti gaasi kan, èyí tí a ti rí ní ìlànà ìwádìí lórí ìmọ̀ kinetic ti àwọn gaasi, sọ pé agbára ooru molecule sinmi lórí R nìkan (1/2 R fún ìwọ̀n òmìnira kọ̀ọ̀kan). Ní òótọ́, agbára ooru molecule náà ní ipa lórí ìwọ̀n otútù (T).
A le fa ọpọlọpọ awọn ipinnu. Ni akọkọ, theorem equipartition ti energy wa lati inu awọn mechanic statistiki kilasika, eyiti o da lori awọn ofin mechanic Newton. Ẹkeji, theorem kinetic ti awọn gaasi, eyiti a lo lati ṣalaye išipopada awọn molikula gaasi, tun da lori awọn ofin mechanic Newton. Nitori pe a ti rú theorem equipartition ti energy ati theorem kinetic ti awọn gaasi, a le pari pe awọn ofin mechanic Newton ko le ṣalaye išipopada ti o waye ni ipele atomiki tabi molikula. Ni awọn ọrọ miiran, awọn mechanic Newtonian, tabi awọn mechanic kilasika, le ṣalaye išipopada ti ohun elo ni awọn iwọn nla nikan.