Закон рівного розподілу енергії по ступеням вільності молекули) Число ступенів вільності молекули

Ступенями вільності механічної системи називають незалежні змінні, які потрібно задати, щоб визначити положення системи у просторі.

Принцип рівнорозподілу енергії за ступенями вільності. Ні один з видів руху молекули не має переваги перед іншими, тому на будь - яку ступінь вільності молекули у середньому припадає однакова кількість енергії: (2.6)

Тоді середня енергія теплового руху молекул:

(2.7) де

(2.8)

n пост – кількість поступальних ступенів вільності;

n об – число обертальних ступенів вільності;

n кол – число коливальних (коливальні ступені вільності мають вдвічі

більшу енергоємність, ніж поступальні й обертальні, і тому у формулу

(2.8) вони входять подвійно). При невисоких температурах коливальні ступені вільності незбуджені і число ступенів вільності дорівнює:

i = 3– для одноатомних молекул; i = 5 – для двохатомних молекул;

i = 6 – для трьох (і вище) атомних молекул (тобто як і для твердого тіла).