Viriaaliteoreema

Viriaaliteoreema (lat. vis, voima) on tilastollisen mekaniikan tulos, joka kuvaa klassisen kaasun hiukkasten liike-energian ja potentiaalienergian odotusarvojen suhdetta. Ulkoisessa potentiaalissa, jonka voimakkuus on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön, liike-energia on puolet painovoimaenergiasta:

${\overline {K}}=-{\frac {1}{2}}{\overline {V}}$

Viriaaliteoreemasta voidaan johtaa yleisimpiä lausekkeita muille kuin painovoimakentälle.

Energian ekvipartitioperiaate on viriaaliteoreeman suora seuraus. Ekvipartitioperiaatteen mukaan lämpötilassa T olevan systeemin jokaisella vapausasteella on kT/2 verran energiaa, missä k on Boltzmannin vakio.

Yllä keskiarvolla tarkoitetaan keskiarvoa eri hiukkasten yli. Viriaaliteoreema pätee samassa muodossa myös yksittäisille hiukkasille, jos keskiarvoksi otetaan aikakeskiarvo.

Lähteet

• Greiner, Walter & Neise, Ludwig & Stöcker, Horst: Thermodynamics and statistical mechanics. Springer-Verlag, 1995. ISBN 978-0387942995.