Решение

где – постоянная Больцмана, – термодинамическая температура; – сумма числа поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы.

Так как

то

Число степеней свободы молекулы . есть у любой молекулы. Остается степени свободы и – для линейных жестких молекул. У линейных упругих и любых нелинейных молекул степеней свободы (кроме поступательных) – больше 2. Таким образом, .

50. Если не учитывать колебательные движения в молекуле углекислого газа, то средняя кинетическая энергия молекулы равна … .

Решение

Средняя кинетическая энергия молекулы равна

где

Для трехатомной молекулы углекислого газа CO₂ , . Поэтому, без учета колебательных степеней свободы, . Следовательно, средняя кинетическая энергия молекулы CO₂ без учета колебательных систем свободы равна

51. Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре T зависит от их конфигурации и структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле и самой молекулы. При условии, что имеет место поступательное и вращательное движение молекулы как целого, средняя кинетическая энергия молекулы водяного пара (H₂O) равна … 3 kT.