Частные вопросы курса физики. Александров В.Н - 85 стр.

       Сопоставим между собой выражения (5.10) и (5.15). Поскольку левые
части (5.10) и (5.15) определяют исходя из разных предпосылок одно и то же
давление газа, можно приравнять правые части этих выражений:
                                        2
                                nkT  n EK  .
                                        3
Отсюда получим, что
                                            3
                                   EK   kT ,                            (5.16)
                                            2
т.е. температура является мерой средней кинетической энергии хаотического
движения молекул идеального газа. Из (5.16) следует, что при Т = 0 и  E K  = 0, т.е.
при абсолютном нуле, прекращается поступательное движение молекул газа,
следовательно, его давление равно нулю. Соотношение (5.16) раскрывает
молекулярно-кинетический смысл понятия температуры.
       Сделаем в заключение одно замечание. Поступательное движение в
пространстве молекулы идеального газа (по определению атомы идеального
газа являются материальными точками) описывается тремя независимыми
координатами: X, Y и Z. Поэтому говорят, что такая молекула имеет три степени
свободы. Вследствие полной хаотичности движения можно, учитывая (5.16),
считать, что энергия, приходящаяся на одну степень свободы,
                                              1
                                     E1K   kT .                         (5.17)
                                              2
Закон распределения энергии по степеням свободы многоатомных молекул
рассмотрен в [1].

                           Барометрическая формула

     Все        предыдущее      рассмотрение              P     h
соответствовало отсутствию внешних сил,
вследствие чего молекулы газа были в среднем          P+dP      h+dh
равномерно распределены по объему. Однако
молекулы      любого   газа    находятся    в              P   h
потенциальном поле тяготения Земли. Сила
тяжести с одной стороны, а тепловое движение
молекул – с другой, приводят к некоторому
стационарному состоянию, при котором
давление убывает с высотой.
     Пусть на поверхности Земли давление
равно Pо, а на высоте h – P (рис. 5.5). Будем
считать, что на высоте h+dh давление равно
P+dP. Давление воздушного столба высотой dh               P0   0
равно ρg dh, поэтому
             P – (P+dP) = ρ·g·dh,      (5.18)                       Рис.5.5

84