Ekvipartiční teorém
fyzikální poznatek z oblasti termodynamiky / From Wikipedia, the free encyclopedia
Ekvipartiční teorém v termodynamice kvantitativně spojuje teplotu systému s průměrnou energií jednotlivých stupňů volnosti. Lze jej použít obecně pro libovolný klasický systém v termodynamické rovnováze. Předpokladem je, že mezi jednotlivými stupni volnosti je umožněna výměna energie, což je vlastnost systému zvaná ergodicita. Slovo „ekvipartiční“ znamená rovnoměrné dělení, takže ekvipartiční teorém ve zjednodušené formě říká, že na každý stupeň volnosti připadá stejná průměrná energie. Například v jednoatomovém ideálním plynu připadá na každý atom průměrná kinetická energie , kde
je termodynamická teplota plynu a
je Boltzmannova konstanta. Počet stupňů volnosti atomu je 3, takže na každý stupeň volnosti připadá v průměru energie
. Právě takový příspěvek vyplývá z ekvipartičního teorému. Důležité přitom je, že kinetická energie částice závisí na druhé mocnině rychlosti (
, kde
je hmotnost částice). Průměrná energie stupňů volnosti, které přispívají k energii kvadraticky, je právě
. Tato jednoduchá poučka má velmi široké využití a lze ji dále zobecnit. Nesouhlas některých předpovědí ekvipartičního teorému s experimenty se stal počátkem 20. století významnou motivací pro vznik kvantové teorie.
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/23/Thermally_Agitated_Molecule.gif/220px-Thermally_Agitated_Molecule.gif)