Что называют степенью свободы молекулы?

Предмет: Физика
Раздел: Молекулярная физика и термодинамика

Пояснение:

Степенью свободы молекулы называют независимый параметр, который определяет положение или движение молекулы в пространстве. В контексте термодинамики и молекулярной физики под степенями свободы понимают способы, которыми молекула может накапливать энергию.

Каждая степень свободы соответствует одному из возможных типов движения:

1. Трансляционные степени свободы — движение молекулы как целого вдоль осей координат. Для молекулы в трехмерном пространстве существует три трансляционные степени свободы.
2. Ротационные (вращательные) степени свободы— вращение молекулы вокруг одной или нескольких осей. Число ротационных степеней свободы зависит от формы молекулы:
   • Для линейных молекул (например, [CO_2]) — 2 вращательные степени свободы.
   • Для нелинейных молекул (например, [H_2O]) — 3 вращательные степени свободы.
3. Колебательные степени свободы — колебания атомов внутри молекулы. Их число зависит от числа атомов в молекуле и равно [3N - 6] для нелинейных молекул и [3N - 5] для линейных молекул, где [N] — число атомов в молекуле.

Сумма всех степеней свободы для молекулы определяется её структурой и типом движения. Эти степени свободы играют важную роль в распределении энергии между различными типами движения молекулы и в расчёте теплоёмкости вещества.