Молекула, имеющая кинетическую энергию (9.7 \times 10^{-21}) Дж при температуре (7\circ)C, может быть рассмотрена в рамках классической статистической механики для определения её степеней свободы. Количество степеней свободы у молекулы зависит от её структуры:
Мономолекулы (одноатомные) имеют 3 степени свободы, связанные с поступательным движением вдоль осей X, Y и Z.
Линейные молекулы (например, двухатомные или вытянутые цепочки) имеют суммарно 5 степеней свободы: 3 поступательных и 2 вращательных.
Нелинейные молекулы обладают 6 степенями свободы: 3 поступательных и 3 вращательных.
Среднюю кинетическую энергию молекулы можно описать через степень свободы следующим образом:
[
E_k = \frac{f}{2}kT
]
где (E_k) — кинетическая энергия, (f) — число степеней свободы, (k) — постоянная Больцмана, (T) — температура в Кельвинах. Для заданной энергии (9.7 \times 10^{-21}) Дж можно определить возможное число степеней свободы, основываясь на температуре и ранее указанных рамках.
Выбор конкретного типа молекулы (одноатомной, линейной или нелинейной) соотносится с опытными данными или конкретным веществом, для которого производится расчет.
Категория: Физика
Теги: молекулярная физика, кинетическая энергия, термодинамика