Die beiden Wasserstoffatome haben insgesamt 6 Freiheitsgrade. Von ihnen, zur Übersetzung beitragen, zur Rotation beitragen und zur Schwingung beitragen.
Ich weiß, dass die Vibrationsbewegung aufgrund quantenmechanischer Effekte bei niedriger Temperatur eingefroren ist.
Allerdings dann die bei hoher Temperatur sein sollte , während es experimentell ist (Quelle: Prinzipien der Physik von Walker, Resnick und Halliday)
Bearbeiten: Die Antworten zeigen, dass der fehlende Teil der spezifischen Wärme auf die potenzielle Schwingungsenergie zurückzuführen ist. Deshalb erweitere ich die Frage zur Klärung. hat insgesamt 9 Freiheitsgrade, davon 3 Translations-, 2 Rotations- und 4 Vibrationsgrade. Also, bei hoher Temperatur, wird die von Sei ? Die beiden 4er sind auf kinetische und potentielle Energie der Schwingungsbewegung zurückzuführen.
Zitat aus Wikipedia zur Wärmekapazität :
Jeder Rotations- und Translationsfreiheitsgrad trägt R/2 zur gesamten molaren Wärmekapazität des Gases bei. Jeder Schwingungsmodus trägt jedoch R zur gesamten molaren Wärmekapazität bei. Dies liegt daran, dass es für jeden Schwingungsmodus eine potentielle und eine kinetische Energiekomponente gibt. Sowohl die potentiellen als auch die kinetischen Komponenten tragen R/2 zur gesamten molaren Wärmekapazität des Gases bei.
Für allgemeineres Gas gibt Ihnen Wikipedia [ general gas ] auch ein Beispiel dafür, wie Sie die Anzahl der Freiheitsgrade berechnen und wie Sie den Äquirepartion-Satz richtig anwenden:
Zum Beispiel hat dreiatomiges Lachgas N2O nur 2 Rotationsfreiheitsgrade (da es ein lineares Molekül ist) und enthält n=3 Atome: Die Anzahl der möglichen Schwingungsfreiheitsgrade ist also v = (3⋅3) − 3 − 2 = 4. Es gibt vier Arten oder "Modi", in denen die drei Atome schwingen können, entsprechend 1) Ein Modus, in dem sich ein Atom an jedem Ende des Moleküls vom zentralen Atom weg oder zu ihm hin bewegt Zeit, 2) ein Modus, in dem sich jedes Endatom in Bezug auf die anderen beiden asynchron bewegt, und 3) und 4) zwei Modi, in denen sich das Molekül aus der Linie biegt, von der Mitte, in den zwei möglichen planaren Richtungen, die orthogonal sind zu seiner Achse. Jeder Schwingungsfreiheitsgrad verleiht ZWEI Gesamtfreiheitsgrade, da sich der Schwingungsenergiemodus in einen kinetischen und einen potentiellen Modus aufteilt. Dies würde Distickstoffmonoxid 3 Translations-, 2 Rotations- und 4 Vibrationsmoden (aber diese letzten geben 8 Vibrationsfreiheitsgrade) zum Speichern von Energie geben. Das sind insgesamt f = 3 + 2 + 8 = 13 energiespeichernde Freiheitsgrade für N2O.
Für ein gebogenes Molekül wie Wasser H2O ergibt eine ähnliche Berechnung 9 − 3 − 3 = 3 Schwingungsmodi und 3 (translational) + 3 (rotierend) + 6 (vibrierend) = 12 Freiheitsgrade.
Die elastische potentielle Energie der Bindung ist ein weiterer Freiheitsgrad, der zur Wärmekapazität beiträgt.
Jitendra
segel