分子内部エネルギーの性質

分子は平行進、回転、振動などのさまざまな自由度を示し、それらが総内部エネルギーに影響を与えます。

電子エネルギー、分子間力、電子や原子核の静止質量エネルギーも分子のモル内部エネルギーに影響を与えます。

温度 Tで三次元を移動する単原子気体の場合、等分定理により並進運動エネルギーは3/2 kTと計算されます。これにアヴォガドロ数を掛けると、モル平行移動エネルギーは3/2 RTとなります。

多原子気体の場合、モルの回転エネルギーは非線形分子の3モード、線形分子の2モードから回転モードあたりさらに1/2 RT を寄与します。

モル振動エネルギーは、温度や分子の種類によって変化するより複雑な成分です。

分子間力が無視できる理想気体では、モル電子エネルギーと静止質量エネルギーは一定のままです。

理想的な単原子気体では、モル内部エネルギーはモル平行進エネルギーのみに依存し、モル内部エネルギーと温度の間に線形関係が確立されます。