
【電】 average energy; mean energy
在漢英詞典及物理化學領域,"平均能"(Average Energy)指一個物理系統中所有微觀粒子能量的統計平均值。其核心概念與以下要點相關:
統計力學定義
在統計力學框架下,平均能是系統所有可能微觀狀态能量的加權平均值,權重由玻爾茲曼分布決定。其數學表達式為:
$$ langle E rangle = frac{1}{Z} sum_i E_i e^{-beta E_i} $$
其中 ( Z ) 為配分函數,( beta = frac{1}{kT} )(( k ) 為玻爾茲曼常數,( T ) 為溫度)。
與溫度的直接關聯
平均能是系統熱力學性質的關鍵指标,尤其與内能(Internal Energy)密切相關。對于理想氣體,平均動能公式為:
$$ langle E_k rangle = frac{3}{2} kT $$
表明能量隨溫度線性增加。
量子系統的應用
在量子力學中,平均能可通過哈密頓算符的期望值表示:
$$ langle E rangle = langle psi | hat{H} | psi rangle $$
其中 ( psi ) 為波函數,( hat{H} ) 為能量算符。
實際意義
平均能用于分析熱容、相變等宏觀現象。例如,固體比熱容的德拜模型通過計算原子振動的平均能推導得出。
權威參考來源:
“平均能”是一個結合了“平均”與“能”的複合詞,通常出現在物理或工程領域,尤其在能量統計相關的語境中。以下是詳細解釋:
在統計學中,平均能的計算公式為: $$ bar{E} = frac{1}{N} sum_{i=1}^{N} E_i $$ 其中,$bar{E}$ 為平均能,$E_i$ 表示第 $i$ 次測量或狀态下的能量值,$N$ 為總樣本數。
若需更專業的定義(如量子力學中的能量期望值),建議參考物理學文獻或工具書。
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