Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Влияет ли число степеней свободы молекулы идеального газа на давление оказываемое этим газом на стенки сосуда?

Недавно я решал задачу, и споткнулся на вопросе, который может показаться очивидным. Возможно это я очень сильно затупил, но мне нужно разъяснение. В задаче была дана двухатомная молекула водорода, концентрация, среднеквадратичная скорость, и надо было найти давление. Я решал так:
E(средняя) = 0,5fkT=0,5f•(p/n) =0,5mv^2
=> p = (1/f) • nmv^2
Где E - средняя кинетическая энергия
f - число степеней свободы
m - масса молекулы
n - концентрация
v^2- среднее значение квадрата скорости
Т.к Н2 - двухатомная молекула, я принял f=5
Но ответ был не верный. В решении вместо цифры 5 стояла цифра 3.
И я не понимаю, вроде же молекула не одноатомная, и степеней свободы должно быть пять, но довольно не просто оказалось представить, как вращение молекулы повлияет на давление. Если представить что молекула только вращается, то при столкновении одного атома из двух со стенкой сила реакции стенки разложится на радиальную и касательную составляющие. Т.е часть энергии от удара уйдёт на перемещение центра масс вдоль проведённого от точки соприкосновения радиуса, а другая уйдёт во вращение молекулы в противоположном направлении. Это говорит о том, что вращательная энергия сколько-то тоже может повлиять на давление. 
Можете пожалуйста сказать в чем моя ошибка. 
ФизикаНаука+2
Инкогнито 5494
Физика
  · 8,3 K
младший научный сотрудник ФТИ им. Иоффе  · 19 окт 2022  ·
astropolytech
Ну а как вращательные степени свободы могут влиять на столкновение? с рассматриваемой степенью точности, стенке все равно, вращался ли столкнувшийся с ней объект или нет.
ну и собственно в этой строчке E(средняя) = 0,5fkT=0,5f•(p/n) =0,5mv^2 - разве не странно, что слева стоит полная энергия, а справа только энергия направленного движения, а вращения нет?
астрофизическое образованиеПерейти на vk.com/astropolytech
1 эксперт согласен
Да всё так. Но ведь энергия по всем степеням свободы распределяется. У двухатомного газа их 5. Автор вопроса... Читать дальше
Учитель физики средней школы, астрономии, начальных классов Придумываю нескучные...  · 2 нояб 2022
Влияет ли число степеней свободы молекулы идеального газа на давление оказываемое этим газом на стенки сосуда? Идеальный газ, это модель: система невзаимодействующих материальных точек. Число степеней свободы относится к реальному газу.  Если в условии  задачи газ идеальный ( а при небольшом давлении и двух атомный можно считать идеальным), то число степеней 3 и энергию... Читать далее
КФМН (физика тведого тела), сейчас пенсионер-инженер. Работал в ИФТТ, ЦКБ УП, ИФП (всё...  · 19 окт 2022
Я бы сказал, что вращение вокруг оси проходящей через атомы не считается (а что меняется?). Остаётся i=5. Однако нашёл и такое высказывание: "Две материальные точки, находящиеся на неизменном расстоянии друг от друга (например, модель двухатомной молекулы с жесткой связью между атомами), имеют пять степеней свободы – три поступательные и две вращательные. Таким... Читать далее
Спасибо за ответ, мне очень приятно, что кто-то откликнулся. Но я имел в виду не много другое. Я согласен с тем... Читать дальше
Лучший
Астрономия, криптография  · 21 окт 2022
Вопрос, как представляется, слишком общий. Да, «в мировом аксепте»,  влияет, например, количество тепловой энергии, которое необходимо для изменения давления, зависит от числа степеней свободы. Однако, из уточнения выяснилось, что вопрос несколько уже и дело касается школьной задачи (и, конкретно для неё, не влияет): > Какое давление на стенки сосуда производит водород... Читать далее
Можно выйти из этой ситуации так: У нас есть двухатомная молекула. Её полная механическая энергия суммируется из... Читать дальше
Пенсионер, электрохимик, доцент кафедры физики, к.т.н., немножко электронщик, фотошопер...  · 19 дек 2022
Ваша ошибка в том, что вы берете за условие, что в молекуле два атома, а в рассмотрении соударения учитываете только один и при этом забываете, что давление на стенку это не единичный акт, а статистика большого количества соударений. То есть вращающаяся молекула может столкнуться со стенкой как набегающим атомом, так и убегающим. В первом случае давление окажется чуть... Читать далее
Хобби - здравый смысл, но всё некогда им заняться.  · 20 окт 2022
Знаете, что подумал? А ведь молекула может не только передавать энергию своего вращения стенке, но и получать ее оттуда же. То есть, при ударе о стенку, вращение может ускориться. Значит, та кинетическая энергия, которая в случае идеального газа досталась бы стенке, в неидеальном газе, при подходящих условиях, уйдет во вращение молекул. Возможно, этот эффект... Читать далее
Космология, физика, военная техника, авиация и ракетостроение. Шахматы слегка, поделки и...  · 15 окт 2022
Похоже на то, что "идеальный газ" должен состоять из частиц (молекул, атомов), которые в "корпускулярной теории"  взаимодействуют друг с другом и окружающими объектами путем упругих соударений, на фоне которых вклад и рассмотрение "степеней свободы" не должен учитываться по определению.  Все остальное уже относится к физике "реальных газов", которой мало кто... Читать далее
1 эксперт не согласен
"Идеальность/реальность" ни при чём. Теплоёмкость то у газов от степеней свободы зависит
Все гораздо проще — вам не нужна никакая теорема о равнораспределении. Все, что требуется — это связать данную вам среднеквадратичную скорость с температурой из распределения М-Б: m*<Vx^2>/2 = k*T, где <Vx^2>=<Vy^2>=<Vz^2>=1/3(<V^2>). После этого закон идеального газа даст вам нужное давление. Здесь уже говорили, что вращательные степени не влияют на давление. Они важны... Читать далее
физика, астрофизика, естественные науки  · 5 нояб 2022
В вот этом
E(средняя) = 0,5fkT=0,5f•(p/n) =0,5mv^2
последнее приравнивание некорректно.
Энергия с учетом внутренних степеней свободы это не только кинетическая энергия молекулы как целого. Если v это скорость центра масс, то mv^2/2 для любой молекулы есть 3/2kT.