5.6.1. Средняя энергия одной молекулы газа в широком диапазоне температуры достаточно точно определяется формулой $\bar{\varepsilon}=\frac{i}{2}kT$, где $i$ — число степеней свободы молекулы, равное числу координат, определяющих положение молекулы. Найдите, пользуясь этой формулой, среднюю энергию молекул $H_{2}$,$N_{2}$,$H_{2}O$,$CH_{4}$ при температуре $T$.
Решение
Для нахождения средней энергии одной молекулы газа по формуле:
$$\bar{\varepsilon}=\frac{i}{2}kT$$
нужно знать число степеней свободы $i$ молекулы. Оно зависит от структуры молекулы.
Для двухатомного газа $H_{2}$,$N_{2}$$\Leftrightarrow$$i=5$ (3 поступательных +2 вращательных). Третья вращательная степень свободы вдоль оси связи очень мала, её не учитывают. Средняя энергия одной молекулы газа: