كتب مثال غاز ثنائي الذرات
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
مثال: غاز ثنائي الذرات (معلومة)
يتكون الفراغ أو الفضاء من ثلاثة محاور، ونفترض تحرك جسيمات كرية فيه . فهي تستطيع التحرك موازية للمحور الأفقي أو المحور الرأسي أو المحور العمودي على الصفحة، ويكون لها 3 درجات حرية. أما غاز تتكون جزيئاته من ذرتين فيكون لها 6 درجات حرية، ونحسبها كالآتي: 3 درجات حرية انتقالية + 2 درجة حرية دورانية + 1 درجة حرية اهتزازية. (الحركة الاهتزازية تكون عبر الرابطة بين الذرتين حيث تتمدد الرابطة وتنكمش).
يمكن لمركز ثقل الجزيء الثنائي الذرات (مثل الهيدروجين) الحركة الانتقالية موازيا للمحور الأفقي أو المحور الرأسي أو المحور العمودي على الصفحة، فيكون له 3 درجات حرية انتقالية. بالإضافة لذلك توجد للجزيئ طريقة واحدة للاهتزاز (عبر الرابطة) و 2 درجة حرية دورانية حيث يتم دوران الجزيء حول محورين عمودين على الرابطة بين ذرتيه . ولا يحتسب الدوران حول الرابطة H-H فهي تهمل . ينتج عن ذلك أن الجزيء الثنائي الذرات له :
- 3N = 6 = 3+1+2
من درجات الحرية.
وبالنسبة لجزيئ مكون من N > 2 من الذرات فيمكننا أخذ الثلاثة إمكانيات للدوران في الاعتبار (3 درجات حرية دورانية)، وينتج :
- (N. 3 = 3 + 3 + (3 N - 6
وهذا يعني أن جزيءا مكونا من عدد N من الذرات له 3N - 6 حركات اهتزازية عندما تكون N أكبر من 2.
وعلى عكس نظرية الكلاسيكية التي تأخذ اهتزاز الجزيء في الاعتبار أيضا عند درجة حرارة الغرفة، فقد اتضح أن الحركة الاهتزازية للجزيئات يمكن اهمالها لصغر مشاركتها في السعة الحرارية للمادة. ويرجع ذلك إلى أن درجات الحرية المتعلقة بالاهتزاز تكون "خامدة" لأن درجة حرارة الغرفة لا تكفي لإعطاء الحركة الاهتزازية (الطاقة kT) الازمة للاهتزاز.
يعطي الجدول أسفله درجات الحرية مع عدم احتساب درجات الحرية المتعلقة بالأهتزاز نظرا لصغر ما تضيفة إلى الطاقة الكلية للنظام وبالتالي إلى ما تضيفه إلى الحرارة النوعية للمادة . ولكن لا يمكن إهمالها عند درجات الحرارة العالية جدا .
