自由度

母體變異數v.s.樣本變異數

母體變異數(\(\sigma^2\))v.s.樣本變異數(\(s^2\))
國立臺灣大學農藝學系 吳博雅

一、前言

每當收集完一筆資料後,可能會非常零亂、複雜,很難看出該筆資料的特性,那我們又如何整理這些資料呢?常常會畫圖表示資料的分布情形,也會計算其平均數 (mean)、中位數 (median)、眾數 (mode)…等來看該筆資料的中心位置,同時,還會計算全距 (range)、變異數 (variance)…等,來看該筆資料的分散程度,如此一來,資料收集者可以簡單敘述該資料的特性,讓有興趣者可以快速了解,取得所需的資訊,而這類的數據分析可統稱為敘述統計學 (Descriptive Statistics)。

雙原子氣體的比熱

雙原子氣體的比熱 (Specific heat of diatomic gases)
國立臺灣大學物理系101級 鍾豪

能量均分原理(equipartition principle)是指:「若某分子具有 $$f$$ 種儲存能量的方式,則該分子在溫度為 $$T$$ 時所具有的平均能量為 $$f\times \frac{1}{2}k_BT$$,其中 $$k_B$$ 為波茲曼常數(Boltzmann constant)。」在此,「均分」代表每一種儲存能量的方式互相獨立,且皆帶有 $$\frac{1}{2}k_BT$$ 的平均能量。也因為每一種方式之間互相獨立,所以 $$f$$ 種方式又稱 $$f$$ 個「自由度」。

利用吉布斯相律判讀二成份系統的相圖

利用吉布斯相律判讀二成份系統的相圖
國立臺灣師範大學化學系兼任教師邱智宏

純物質的相圖,比較容易判讀,現行的高中化學教材都曾出現過,例如水和二氧化碳的相圖。但是單一成份的相圖,卻是相圖中最簡單的一種,更常見的則為多成份相圖,例如二成份混合物的相圖。此類相圖對一般讀者而言,就顯得比較陌生,其圖中所代表的各項意義也不是顯而易見。

然而混合物的相圖,在探討蒸餾、共沸物及物質在不同狀態下以何種相貌存在等素材上甚為常見。另外,其在半導體、陶瓷、合金工業上的應用上也極為普遍。本文試著比較純物質相圖和二成份相圖(binary phase diagram)的異同,並介紹吉布斯相律(Gibb’s phase rule)在相圖上的應用。

自由度(Degrees of freedom)

自由度(Degrees of freedom)
國立新港藝術高級中學物理科羅伊君老師/國立彰化師範大學吳仲卿教授責任編輯

定容莫耳比熱 $$C_v=\frac{3}{2}R=12.5~J/mole\cdot K$$ 只符合單原子氣體,因此在討論雙原子或是多原子氣體時,還要考慮到轉動動能及振動動能。馬克士威的能量均分定理:任何分子都有 $$f$$ 種儲存能量的方式,稱該分子有 $$f$$ 個自由度,而每個分子的每個自由度即儲存能量為 $$\frac{1}{2}kT$$。