Energy Equipartition Theorem, Law of Energy Equipartition   에너지 등분배 정리, 에너지 등분배 법칙

1. 에너지 등분배 정리

  ㅇ 열평형 상태에서 기체 분자들은 각 자유도마다 똑같은 평균 에너지로 분배됨
     - `분자 1개의 에너지가 정준 좌표의 제곱에 비례하는 항이면, 
        그 자유도 마다 평균 에너지가 1/2 kBT 씩 분배됨`

     - 즉, 흡수된 에너지는, 계의 자유도에 고르게 분배됨


2. 평균 에너지 분배 例                         (☞ 자유도 참조)

  ※ 자유도 수에 따라 분배되는, 평균 운동에너지  :  K평균 = f/2 kBT
     - (f : 자유도 수, kB : 볼츠만 상수, T : 절대온도) 

  ㅇ 1차원 입자 운동의 평균 운동에너지  :  K평균 = 1/2 kBT

  ㅇ 단 원자 기체의 평균 운동에너지  :  K평균 = 3/2 kBT
     - 3차원 공간에서 세 방향으로 병진운동 자유도(f = 3)를 갖게됨

     - 이에따라, 분자 N개의 총 운동에너지는, 3/2 N kB T

  ㅇ 이 원자 기체의 평균 운동에너지  :  K평균 = 5/2 kBT

  ㅇ 다 원자 기체의 평균 운동에너지  :  K평균 = 6/2 kBT = 3 kBT

  ※ 평균 병진 운동에너지는, 질량 등에 관계없이, 오로지 온도 T에 만 의존함