Физика. Часть 1. Механика, молекулярная физика и термодинамика. Чухрий Н.И - 34 стр.

то на то на одно из направлений
движения  в   среднем  придется,
очевидно, 1/3 этой энергии, т.е. <   εК>
    1
=       kТ.
 2
Итак, для одноатомной молекулы
число степеней свободы равно 3, и
поскольку      они      определяют
поступательное  движение,   то   и
называются поступательными ( iпост=3). Рис.2.6. Трёхатомная молекула
Отметим, что для трёх − и
многоатомных жёстких          молекул,
центры масс которых движут-
ся поступательно, а сами молекулы вращаются, энергия молекул
увеличивается на значение кинетической энергии вращательного движения.
Скорость вращательного движения можно также разложить на три
независимых вращения вокруг трёх взаимно перпендикулярных произвольно
выбранных в пространстве осей (рис.2.6) и задать любое вращение с помощью
3 независимых углов ( α , β ,γ ), т.е. 3 вращательных степеней свободы
(iвр=3).      Так   что   трёх   −   и   многоатомные   жёсткие   молекулы
характеризуются шестью степенями свободы (i = iпост+iвр=6).
     Двухатомной жёсткой молекуле ( гантели) следует оставить только две
вращательные степени свободы, так как вклад в кинетическую энергию может
дать вращение только вокруг двух осей
XX и ZZ ( iвр=2). Поэтому двухатомная
жёсткая      молекула    кроме    трех
поступательных iпост=3 будет иметь ещё
две   вращательных     iвр=2 степени
свободы, итого i=5 ( рис.2.7). Согласно
теореме Больцмана о равномерном
распределении энергии по степеням
свободы молекул газа, находящегося в
состоянии теплово- го равновесия, на Рис 2.7.Двухатомная молекула
каждую степень свобо-
ды ( поступательную или вращательную) в среднем приходится энергия

    ε   1
< К>= kТ. Поэтому молекула, имеющая i степеней свободы будет иметь
        2
среднюю кинетическую энергию:



                                         34