ઊર્જાના સમવિભાજનનો નિયમ લખો અને સમજાવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ઊર્જાના સમવિભાજનનો નિયમ: ઉષ્મીય સંતુલનમાં,તંત્રની કુલ ઊર્જા તેના તમામ સક્રિય મુક્તિના અંશો (degrees of freedom) વચ્ચે સમાન રીતે વહેંચાયેલી હોય છે અને દરેક મુક્તિના અંશ સાથે સંકળાયેલી સરેરાશ ઊર્જા $\frac{1}{2} k_{B} T$ જેટલી હોય છે,જ્યાં $k_{B}$ એ બોલ્ટ્ઝમેન અચળાંક છે અને $T$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન છે.
તાપમાન $T$ પર ઉષ્મીય સંતુલનમાં રહેલા એક પરમાણ્વિક વાયુના અણુને ધ્યાનમાં લો. અણુની સરેરાશ ગતિઊર્જા નીચે મુજબ છે:
$\langle E_{t} \rangle = \langle \frac{1}{2} m v_{x}^{2} \rangle + \langle \frac{1}{2} m v_{y}^{2} \rangle + \langle \frac{1}{2} m v_{z}^{2} \rangle$
વાયુના ગતિવાદ મુજબ,અણુની સરેરાશ ગતિઊર્જા $\frac{3}{2} k_{B} T$ છે:
$\langle E_{t} \rangle = \frac{3}{2} k_{B} T$
વાયુ આઈસોટ્રોપિક હોવાથી,દરેક અક્ષ પર સરેરાશ ગતિઊર્જા સમાન હોય છે:
$\langle \frac{1}{2} m v_{x}^{2} \rangle = \langle \frac{1}{2} m v_{y}^{2} \rangle = \langle \frac{1}{2} m v_{z}^{2} \rangle$
આ કિંમતને કુલ ઊર્જાના સમીકરણમાં મૂકતા:
$\frac{3}{2} k_{B} T = 3 \langle \frac{1}{2} m v_{x}^{2} \rangle$
તેથી,દરેક મુક્તિના અંશ સાથે સંકળાયેલી ઊર્જા:
$\langle \frac{1}{2} m v_{x}^{2} \rangle = \frac{1}{2} k_{B} T$
આ સાબિત કરે છે કે દરેક મુક્તિના અંશ માટે,સંકળાયેલી સરેરાશ ઊર્જા $\frac{1}{2} k_{B} T$ છે. આને ઊર્જાના સમવિભાજનનો નિયમ કહેવામાં આવે છે.

Explore More

Similar Questions

એક પાત્રમાં $300 \, K$ તાપમાને $1 \, \text{મોલ}$ ઓક્સિજન અને $2 \, \text{મોલ}$ નાઈટ્રોજન વાયુ ભરેલા છે. તો $O_2$ અને $N_2$ ની સરેરાશ ચાકગતિઊર્જાનો ગુણોત્તર કેટલો થશે?

બહુપરમાણ્વીય વાયુ માટે મુક્તિની માત્રા (degree of freedom) લખો.

સમાન તાપમાને એક મોલ $O_2$ ના તમામ અણુઓની કુલ ઉર્જા અને બે મોલ $He$ ના તમામ અણુઓની કુલ ઉર્જાનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

જો અચળ દબાણ અને અચળ કદ પર વાયુની વિશિષ્ટ ઉષ્માનો ગુણોત્તર $\gamma$ હોય,તો વાયુના દ્રઢ અણુઓની મુક્તિની માત્રા (degrees of freedom) કેટલી થાય?

$T$ તાપમાને $10$ અદ્રઢ (non-rigid) દ્વિપરમાણ્વીય અણુઓની ઉર્જા કેટલી થાય?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo