什么是自由度

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/06 00:29:26
力学

自由度是确定物体状态所需的独立坐标数,据热力学中的能量均分定理,每个自由度的能量相等(当然没考虑量子效应啦),都为Tk/2(振动包括动能和势能,所以振动能量为(Tk/2)*2),单原子分子仅有3个平动自由度,所以为3Tk/2,非刚性双原子分子有3个平动自由度,2个转动自由度,1个振动自由度,所以为(3+2+1*2)Tk/2,非刚性三原子分子有3个平动自由度,3个转动自由度,3个振动自由度所以为(3+3+3*2)Tk/2,刚性分子不用考虑振动,一般非刚性分子有3*n个自由度,3个平动自由度,3个转动自由度,(n为原子个数,n>2),所以有n-6个振动自由度。不能说每个分子的能量都是iTk/2,这是统计规律。

自由度是确定物体状态所需的独立坐标数,据热力学中的能量均分定理,每个自由度的能量相等(当然没考虑量子效应啦),都为Tk/2(振动包括动能和势能,所以振动能量为(Tk/2)*2),单原子分子仅有3个平动自由度,所以为3Tk/2,非刚性双原子分子有3个平动自由度,2个转动自由度,1个振动自由度,所以为(3+2+1*2)Tk/2,非刚性三原子分子有3个平动自由度,3个转动自由度,3个振动自由度所以为(3+3+3*2)Tk/2,刚性分子不用考虑振动,一般非刚性分子有3*n个自由度,3个平动自由度,3个转动自由度,(n为原子个数,n>2),所以有n-6个振动自由度。不能说每个分子的能量都是iTk/2,这是统计规律。
化学我不懂,但是我知道,自由度是物体运动方程中可以写成的独立坐标数,单原子分子有3个自由度,双原子,三原子不考虑震动相当于刚体,有6个自由度(3平3转),考虑震动后,双原子加1个,三原子加2个(这个我也不确定),振动自由度在经典范围下是你那么算,根据能量均分定理得到。但是考虑量子效应,需要用波色统计或费米统计,这个就复杂了,常温下一般不考虑量子效应,用经典得就行了。
由度是指分子能量中独立的速度和坐标的二次方项数目,是分子能量自由度的数目的简称。
单原子分子的自由度为3,刚性双原子分子为5,非刚性双原子为7,刚性三原子分子为6,非刚性三原子为12。
至于计算则要考虑平均振动能量,按速度二次方项、平均平动动能、平均转动动能(刚性)或速度二次方项、坐标的二次方项(非刚性)来计算。