Ezt hogyan számoltuk ki fizikából?

A képlet azt mutatja, hogy mennyi az ideális egyatomos gáz (pl. hélium) belső energiája.

Az a neve ennek, hogy ekvipartíció elve. A szerint termikus egyensúlyban az ideális gázatomok mozgási energiája minden szabadságfok mentén ugyanannyi, mégpedig átlagosan 1/2·k·T. Egy egyatomos gáznak 3 szabadságfoka van (az x,y,z tengelyek mentén tud mozogni a térben), ezért belső energiája 3/2·k·T. Kétatomos gáz (pl. H₂) már forogni is tud a közös tengely mentén kétféleképpen is, ezért a mozgásának a szabadságfoka 5, így belső energiája 5/2·k·T. Többatomos gázoknál már bonyolultabb a helyzet, de általában 6 a szabadságfok.

Remélem az tiszta volt, hogy az előző képletekben k a Boltzmann állandó, T pedig a hőmérséklet.

Ez volt egyetlen ideális gázrészecske átlagos belső energiája. Ha egy mol részecskéről van szó, akkor 6·10²³·k = R, vagyis az egyetemes gázállandó szerepel a képletben: f/2·R·T (f=3,5,6 a szabadságfok). Ha pedig n mol gázról van szó, akkor lesz f/2·n·R·T a belső energia.

Ami nincs a füzetedben az pedig az, hogy az egyetemes gáztörvény szerint p·V = n·R·T. Mivel p és V ismert, a belső energia azokból is kiszámolható: f/2·p·V

A füzetedben f=3 szerepel, az egyatomos gázok (nemesgázok) esetében igaz.