Степени свободы

Согласно молекулярно–кинетической теории внутренняя энергия, которая обусловлена движением молекул как поступательным, так и вращательным, определяется (10), где i– число степеней свободы.

Числом степеней свободы iназывается число независимых координат, полностью определяющих положение молекулы в пространстве.

В случае жесткой связи например:

1. У одноатомной молекулы только три степени свободы поступательного движения, i=3 (для атома как материальной точки не учитывается вращательное движение); (рис.1).

2. У двухатомной молекулы три степени свободы поступательного движения и две степени свободы вращательного движения, i=5 (рис.2);

3. У трехатомной молекулы три степени свободы поступательного движения и три степени свободы вращательного движения; i=6 (рис. 3).

Из (10), (11) и (12) можно вычислить внутреннюю энергию и теплоемкости газа, а по формуле (1) определить адиабатическую постоянную g.

1. Для одноатомного газа i=3

;

;

.

Адиабатическая постоянная .

2. Для двухатомного газа i=5 и аналогично предыдущему получим

3. Для трехатомного газа i=6

;

В общем случае:

; ; .