Wikipédia:Artigos destacados/arquivo/Teorema da equipartição

Movimento térmico de um peptídeo em alfa-hélice. As esferas cinzentas, vermelhas e azuis representam átomos de carbono, oxigênio e nitrogênio, respectivamente; as esferas brancas menores representam átomos de hidrogênio.

O teorema da equipartição, em mecânica estatística clássica, é uma fórmula geral que relaciona a temperatura de um sistema com a sua energia média. A ideia central da equipartição é a de que, em equilíbrio térmico, a energia é partilhada de maneira igual entre as suas várias formas. Por exemplo, a energia cinética média no movimento translacional de uma molécula deve ser igual à energia cinética média do seu movimento rotacional.

Da aplicação do teorema da equipartição surgem predições quantitativas. Tal como no teorema do virial, ele dá a média total das energias cinética e potencial para um sistema a uma dada temperatura, a partir da qual é possível calcular a capacidade térmica do sistema. No entanto, a equipartição também dá os valores médios dos componentes individuais da energia, tal como a energia cinética de uma partícula específica ou a energia potencial de uma única mola. Por exemplo, prediz que cada molécula de um gás perfeito monoatômico possui uma energia cinética média com um valor de (3/2)k_BT, em equilíbrio térmico, onde k_B é a constante de Boltzmann e T é a temperatura (termodinâmica). De uma maneira mais geral, o teorema pode ser aplicado a qualquer sistema físico clássico em equilíbrio termodinâmico, não importando o seu grau de complexidade. (leia mais...)