2018-04-16
Газ, состоящий из $N$-атомных молекул, имеет температуру $T$, при которой у молекул возбуждены все степени свободы (поступательные, вращательные и колебательные). Найти среднюю энергию молекулы такого газа. Какую часть этой энергии составляет энергия поступательного движения?
Решение:
Для общей неколлинеарной, непланарной молекулы
средняя энергия =$ \frac{3}{2}kT$ (поступательная) + $\frac{3}{2} kT$ (вращательная) + $(3N - 6) kT$ (колебательная) = $(3N - 3) kT$ на молекулу
Для линейных молекул средняя энергия $= \frac{3}{2} kT$ (поступательная) $+ kT$ (вращательный) + $(3N - 5) kT$ (колебательный) $= \left ( 3N - \frac{5}{2} \right ) kT$ на молекулу
Поступательная энергия - это доля $\frac{1}{2(N - 1)}$ а также $\frac{1}{2N - \frac{5}{3} }$ в этих двух случаях.