A2A por Q
Primero lo primero: corrigí los temas para esto que parecían haber sido asignados por palabras clave y estaban equivocados. Ahora son lo suficientemente correctos, aunque la “libertad” es un tramo basado en el pensamiento más amplio de definición y aplicación de la palabra.
En pocas palabras, el “grado de libertad en el gas” es una referencia a modos de rotación o vibración definibles en una sustancia gaseosa. Esas son “libertades”. Cuanto más compleja es la molécula, más modos hay. Toda la molécula tiene modos de grado de libertad, al igual que las submoléculas y los átomos individuales. Las 3 coordenadas cardinales físicas, la rotación (dirección y velocidad) y la vibración (frecuencia y amplitud) son modos que pueden verse afectados por la cantidad de energía presente (“calor”). Cabeza nadando todavía?
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Bueno, he adjuntado una explicación bastante concisa para el matemáticamente fluido que incluye citas y demás. No soy un gran admirador de Wiki porque puede ser el sitio de campos de batalla ideológicos, pero esta es una física bastante simple aquí.
Si no entiendes las matemáticas, está bien. Imagine que cuando ensambla un Tinkertoy (K’Nex) en un modelo de molécula que puede flotar libremente en el espacio en lugar de establecerse en un patrón, como en un sólido, o relativamente limitado, como en un líquido. (Sí, estoy simplificando demasiado intencionalmente)
Entonces ha creado su modelo 3D de la molécula en su gas monomolecular (1 tipo de molécula). Si puede moverse libremente, todavía tiene masa . Por lo tanto, tiene un centro de masa que gira , generalmente en una dirección específica (izquierda o derecha, arriba o abajo).
Además, todo vibra o resuena (oscila, se sacude, suena). Incluso si no puede escucharlo, su ropa de vidrio siempre está vibrando a un nivel micro minúsculo. Eso no es girar, es vibración . Eso ocurre a una frecuencia (número de “sacudidas” completas, un ” ciclo ” completo , en un período de tiempo de referencia) y en una amplitud (la fuerza de la vibración). Golpea un tazón de metal y suena. Diferentes cuencos suenan en diferentes tonos y algunos más fuertes que otros. Suenan así a diferentes frecuencias y amplitudes.
El calor presente (literalmente la temperatura ) puede afectar la amplitud. Más caliente es más fuerte. Entonces, esos son todos los factores en los grados de libertad de la molécula. Y, si recuerda un video de los asteroides que hemos podido filmar, no necesariamente rotan solo alrededor de un eje, sino que pueden rotar alrededor de dos o más, y a diferentes velocidades, incluso si esa tasa es 0 (cero) . Eso representará 3 grados de libertad de inmediato. Si la molécula está vibrando (oscilando, sacudiéndose, sonando) eso agrega modos a definir y una molécula puede no vibrar en una sola frecuencia, sino también en armónicos de esa frecuencia (múltiplos). Entonces, sí, más modos.
Una molécula de gas compleja puede poseer MUCHOS grados de libertad. Cambiar su temperatura da como resultado cambios en las mediciones. Un gas puede calentarse tanto que se “desmorona” y cambia a otro estado de materia llamado plasma , que es un animal diferente.
Las moléculas complejas pueden estar formadas por moléculas más simples. Ellos también tienen grados de libertad informados de cómo están unidos en la molécula más grande y si se han convertido en iones libres o no.
Naturalmente, esto reduce otro paso a los átomos individuales que componen todo en la molécula.
¡¡Todo eso puede ser MUCHOS Grados de Libertades para tener en cuenta al determinar el comportamiento de una molécula gaseosa !!
Aquí hay una descripción general súper simplificada que tiene MUCHO más sentido después de leer lo que he proporcionado aquí ahora que tiene una idea de cómo visualizar lo que está sucediendo en las moléculas componentes de un gas. ¡Recuerde, lo que esta página describe simplemente también tiene que aplicarse a las sub-moléculas componentes y luego a los átomos de la molécula gaseosa!
Grado de libertad – Teoría cinética de gases – Cengage Learning – Curso completo de JEE Main 2015
Y aquí está el Wiki:
Grados de libertad (física y química) – Wikipedia
¡Espero que todo esto haya ayudado a cualquiera a comenzar o terminar de “obtenerlo” con Grados de libertad en gases!
