Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы

Степени свободы молекулы

Формула внутренней энергии идеального газа:

,

и прямо связанная с ней формула для средней энергии молекулы идеального газа

,

где

— количество степеней свободы молекулы газа,

— количество газа ( — масса, — молярная масса газа),

— универсальная газовая постоянная,

— константа Больцмана,

— абсолютная температура газа,

— включают количество степеней свободы молекулы.

Степени свободы молекулы вымораживаются, как это описано в параграфе выше, что означает, что эффективное i в формуле зависит от температуры и, вообще говоря, не может быть просто вычислено классическим механическим способом.

Все вращательные степени свободы у одноатомных молекул и вращательная степень свободы, соответствующая вращению вокруг продольной оси у линейных (в реальном геометрическом смысле) молекул, выморожены (то есть не должны учитываться в i) всегда, поскольку их температуры вымораживания настолько высоки, что диссоциация молекул происходит гораздо раньше, чем эти температуры достигаются.

Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы

На каждую степень свободы приходится энегрия Е=Тк/2
Т - температура в Кельвинах
к - постоянная Больцмана
для атома движение в трёхмерном пространстве имеет три степени свободы для молекулы двухатомного газа уже пять.