Внутрішня енергія одноатомной середовища
Одноатомний ідеальний газ відрізняється від багатоатомного тим, що його частинки володіють трьома ступенями свободи (поступальний рух уздовж трьох осей простору). Цей факт призводить до наступної формулою середньої кінетичної енергії одного атома:
m * v2 / 2 = 3 / 2 * kB * T.
Швидкість v називається середньою квадратичною. Маса атома і постійна Больцмана позначена як m і kB відповідно.
Відповідно до визначення внутрішньої енергії, вона являє собою суму кінетичної та потенційної складових. Розглянемо детальніше. Так як потенційної енергією ідеальний газ не має, то його внутрішня енергія – це кінетична енергія. Яка її формула? Розраховуючи енергію всіх частинок N в системі, отримаємо наступний вираз для внутрішньої енергії U одноатомного газу:
U = 3 / 2 * n * R * T.
