内能的分子本质

分子表现出多种自由度，包括平动、转动和振动，这些自由度会影响其总内能。

电子能量、分子间作用力以及电子和原子核的静止质量能也会影响分子的摩尔内能。

对于在温度 T 下三维运动的单原子气体，能量均分定理将平动动能计算为 3/2 kT。将其乘以阿伏伽德罗常数，可得摩尔平动能量 3/2 RT。

对于多原子气体，摩尔转动能量在非线性分子的三个转动模式和线性分子的两个转动模式中，每个转动模式额外贡献½ RT。

摩尔振动能是一个更复杂的组分，随温度和分子类型而变化。

在理想气体中，分子间作用力可忽略不计，摩尔电子能和静止质量能保持不变。

对于理想单原子气体，摩尔内能仅取决于摩尔平动能，因此摩尔内能与温度之间存在线性关系。