Page 143 - 4399

енергія ідеального газу складається тільки з кінетичної енергії
молекул.

11.2 Розподіл енергії за ступенями вільності.
Внутрішня енергія ідеального газу

Щоб знайти кінетичну енергію молекули потрібно
спочатку розглянути питання про число ступенів вільності
молекул. Під числом ступенів вільності тіла розуміють
число незалежних координат, які повністю визначають
положення тіла в просторі. Або іншими словами, це число
незалежних рухів, які може здійснювати тіло. Ми будемо
говорити про число ступенів вільності різних молекул.
Одноатомну молекулу можна розглядати як матеріальну
точку, і її положення в просторі однозначно задається трьома
координатами x , y , z .
Це означає, що одноатомна молекула може здійснювати
три незалежні поступальні рухи, і має три ступені вільності.
Двоатомну молекулу можна розглядати як систему, що
складається з двох матеріальних точок на відстані l одна від
одної.
Якщо l стала (зв’язок між атомами жорсткий), то число
ступенів вільності рівне п’яти. Три ступені вільності будуть
поступальні і два обертальні. Двоатомна молекула з
жорсткими зв’язками має п’ять ступенів вільності.
Для багатоатомних молекул (три і більше атомів), в яких
зв’язки між атомами жорсткі і атоми не лежать на одній
прямій, число ступенів вільності дорівнює шести.
Багатоатомна молекула здійснює три незалежні поступальні і
три незалежні обертальні рухи.
У статистичній фізиці виводиться закон Больцмана про
рівномірний розподіл кінетичної енергії за ступенями

142