
【电】 average energy; mean energy
在汉英词典及物理化学领域,"平均能"(Average Energy)指一个物理系统中所有微观粒子能量的统计平均值。其核心概念与以下要点相关:
统计力学定义
在统计力学框架下,平均能是系统所有可能微观状态能量的加权平均值,权重由玻尔兹曼分布决定。其数学表达式为:
$$ langle E rangle = frac{1}{Z} sum_i E_i e^{-beta E_i} $$
其中 ( Z ) 为配分函数,( beta = frac{1}{kT} )(( k ) 为玻尔兹曼常数,( T ) 为温度)。
与温度的直接关联
平均能是系统热力学性质的关键指标,尤其与内能(Internal Energy)密切相关。对于理想气体,平均动能公式为:
$$ langle E_k rangle = frac{3}{2} kT $$
表明能量随温度线性增加。
量子系统的应用
在量子力学中,平均能可通过哈密顿算符的期望值表示:
$$ langle E rangle = langle psi | hat{H} | psi rangle $$
其中 ( psi ) 为波函数,( hat{H} ) 为能量算符。
实际意义
平均能用于分析热容、相变等宏观现象。例如,固体比热容的德拜模型通过计算原子振动的平均能推导得出。
权威参考来源:
“平均能”是一个结合了“平均”与“能”的复合词,通常出现在物理或工程领域,尤其在能量统计相关的语境中。以下是详细解释:
在统计学中,平均能的计算公式为: $$ bar{E} = frac{1}{N} sum_{i=1}^{N} E_i $$ 其中,$bar{E}$ 为平均能,$E_i$ 表示第 $i$ 次测量或状态下的能量值,$N$ 为总样本数。
若需更专业的定义(如量子力学中的能量期望值),建议参考物理学文献或工具书。
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