Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре Т равна E=KTi/2. Здесь i = Iп + iвр +2 iк ,где iп , iвр и iк -число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движения молекулы . Считая, что у молекул возбуждены все степени свободы, определить для молекул водяного пара ( H2O), чему равно число i

Если число атомов в молекуле $n\geq 3$ , то по динамическим свойствам их делят на линейные (типа молекул HCN, CO₂ ) и нелинейные (например, молекула воды H₂O).

В линейных молекулах, в отличие от нелинейных, атомы расположены вдоль одной прямой. Поэтому жесткая линейная молекула содержит столько же степеней свободы, сколько имеет жесткая двухатомная, т. е. пять. Нелинейная жесткая молекула, очевидно, имеет, как и твердое тело, шесть степеней свободы.

Нелинейные молекулы имеют 3n – 6 колебательных степеней свободы, так как из общего числа 3n степеней свободы три относятся к поступательному и три к вращательному движению.

Если взять трехатомную молекулу воды, то общее число степеней свободы для нее равно 9; из них 3 поступательных и 3 вращательных, а на колебания остается только 3 способа - два ( симметричный и несимметричный) вдоль линий связей и один деформационный.

i=3+3=(3*3-6)=9