Дано:
Число степеней свободы молекулы (f)
Найти:
Отношение средней кинетической энергии вращательного движения к средней кинетической энергии поступательного движения
Решение с расчетом:
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной частицы идеального газа выражается как (3/2)kT, где k - постоянная Больцмана, T - абсолютная температура. Для молекулы с f степенями свободы общая кинетическая энергия составит (f/2)kT.
Средняя кинетическая энергия вращательного движения для молекулы равна (f/2)kT, так как каждая степень свободы вращения вносит по (1/2)kT в общую кинетическую энергию.
Отношение этих энергий можно выразить следующим образом:
(f/2)kT / (3/2)kT = f/3
Ответ:
Отношение средней кинетической энергии вращательного движения к средней кинетической энергии поступательного движения, выраженное через число степеней свободы молекулы, равно f/3.