分子的平均平动动能是指 分子在三个正交方向上的平动速度的平均能量,即分子在空间中直线上的运动速度的平均能量。对于单原子分子,分子动能只包含平动动能,所以这个时候分子平均平动动能和分子平均动能是一个意思。对于多原子分子,分子运动包含了平动、关于对称轴的转动以及分子内部的伸缩振动等,所以分子平均动能E=nKT/2,其中n相当于空间自由度,随着构成分子的原子数目不同,n也不同。
分子的平均动能则是指 分子在各种运动状态下的总能量的平均值,包括平动、转动和振动等各种能量形式。平均动能是平均平动动能、平均转动动能和平均振动能的和。
具体来说,对于单原子分子,平均平动动能E=3KT/2。对于多原子分子,平均平动动能仍然为E=3KT/2,但此时n=3,因为单原子分子没有转动自由度。对于非刚性双原子分子,n=3(平动)+2(转动)+2(振动)=7,所以平均动能E=7KT/2。对于非刚性三原子分子,n=3(平动)+3(转动)+6(振动)=12,所以平均动能E=12KT/2。对于刚性分子,由于不存在振动自由度,n=3,平均动能E=3KT/2。
总结:
分子平均平动动能:E=3KT/2(单原子分子)或E=nKT/2(多原子分子)。
分子平均动能:E=平均平动动能+平均转动动能+平均振动能。