Читать книгу Объяснение термодинамики онлайн

9 страница из 14

Для некоторых систем, если анализировать только их кинематику движения, то не обнаружится равного распределения энергии по их «видимым» степеням свободы. Но для таких систем можно формально ввести другой набор степеней свободы, назвав их, например, «эффективные», по которым энергия распределяется равномерно.

Пример: степени свободы молекул. Атом имеет три степени свободы, характеризующее его поступательное движение в пространстве. Двухатомную молекулу можно представить имеющей шесть «видимых» степеней свободы: три поступательные, две вращательные и одну колебательную. Последняя накапливает двойную энергию относительно предыдущих: это кинетическая и потенциальная энергии. Для равенства распределения энергии колебательную степень свободы нужно считать за две эффективных. Поэтому общее число эффективных степеней свободы двухатомной молекулы – семь. Из-за квантовых эффектов колебательная степень свободы эффективно работает только при достаточно высоких температурах. В привычных нам температурных условиях двухатомные молекулы ведут себя как пяти-степенные системы.