Чему равно число степеней свободы молекулы многовтомного газа, содержащей более двух атомов?

Другие предметы Университет Термодинамика многокомпонентных систем число степеней свободы молекула газа многатомный газ физика университета термодинамика газа Новый

Число степеней свободы молекулы многатомного газа можно определить, учитывая, что молекулы состоят из атомов, которые могут двигаться в пространстве. Для многатомных молекул, содержащих более двух атомов, число степеней свободы рассчитывается следующим образом:

1. Трансляционные степени свободы: Каждая молекула может двигаться в трех измерениях (по осям X, Y и Z). Это дает 3 степени свободы.
2. Ротационные степени свободы: Молекулы с более чем двумя атомами могут вращаться вокруг трех осей. Это добавляет еще 3 степени свободы. Однако для диатомных молекул есть только 2 ротационные степени свободы, так как вращение вокруг оси, соединяющей два атома, не считается.
3. Колебательные степени свободы: Колебательные движения зависят от числа атомов в молекуле. Для молекулы, состоящей из N атомов, количество колебательных степеней свободы можно рассчитать по формуле: (3N - 6). Это связано с тем, что 6 степеней свободы (3 трансляционные и 3 ротационные) уже учтены.

Таким образом, общее число степеней свободы для многатомной молекулы можно выразить следующим образом:

Общее число степеней свободы = 3 (трансляционные) + 3 (ротационные) + (3N - 6) (колебательные)

Суммируя все это, получаем:

Общее число степеней свободы = 3 + 3 + (3N - 6) = 3N - 3.

Таким образом, для молекулы многатомного газа, содержащей более двух атомов, число степеней свободы равно 3N - 3, где N - количество атомов в молекуле.