Bậc tự do là gì

  -  

Trong vật dụng lý, bậc tự do là 1 trong những tđắm say số đồ vật lý tự do vào diễn đạt chấp nhận về trạng thái của một khối hệ thống vật dụng lý. Tập vừa lòng toàn bộ các tâm trạng của một hệ thống được hotline là không khí trộn của hệ thống cùng mức độ tự do thoải mái của hệ thống, là những size của không gian trộn.

Bạn đang xem: Bậc tự do là gì

Vị trí của một phân tử trong không khí cha chiều đòi hỏi cha tọa độ địa chỉ. Tương từ, phía và tốc độ mà lại một hạt dịch rời có thể được biểu đạt theo tía thành phần vận tốc, từng yếu tắc tmê say chiếu đến tía chiều của không khí. Nếu sự tiến hóa thời gian của khối hệ thống là xác minh, trong số ấy tinh thần ngay lập tức mau lẹ khẳng định độc nhất vô nhị địa điểm cùng tốc độ trong thừa khđọng và tương lai của chính nó là một hàm của thời hạn, thì khối hệ thống đó bao gồm sáu bậc thoải mái. Nếu hoạt động của hạt bị giới hạn ngơi nghỉ con số size rẻ rộng, ví dụ, phân tử yêu cầu di chuyển dọc theo dây hoặc trên một mặt phẳng cố định và thắt chặt, kế tiếp hệ thống có thấp hơn sáu độ tự do thoải mái. Mặt khác, một hệ thống với cùng một trang bị thể không ngừng mở rộng hoàn toàn có thể xoay hoặc rung hoàn toàn có thể bao gồm hơn sáu độ thoải mái.

Trong cơ học tập cổ xưa, tâm lý của một phân tử điểm trên ngẫu nhiên thời điểm nào hay được thể hiện cùng với tọa độ địa chỉ với vận tốc vào hình thức Lagrangian, hoặc với tọa độ địa điểm với rượu cồn lượng trong hiệ tượng chủ yếu thống Hamilton.

Trong cơ học những thống kê, một cường độ tự do thoải mái là một vài vô hướng tuyệt nhất biểu đạt microstate của một hệ thống.<1> Điểm lưu ý kỹ thuật của toàn bộ các microstate của một hệ thống là một trong điểm trong không gian trộn của hệ thống.

Trong mô hình chuỗi lý tưởng phát minh 3 chiều vào chất hóa học, hai góc quan trọng nhằm biểu hiện sự triết lý của từng monome.

Nó hay bổ ích nhằm xác định bậc thoải mái bậc nhì. Đây là những cường độ tự do thoải mái góp phần vào một hàm bậc hai cho năng lượng của khối hệ thống.

Xem thêm: Có Tiền Nên Đầu Tư Gì ? Mách Bạn Những Xu Hướng Đầu Tư Hiện Nay

Phân tử khí


*

Trong không gian ba chiều, ba bậc tự do thoải mái tất cả liên quan tới sự chuyển động của một hạt. Một phân tử khí diatomic bao gồm 6 bậc từ bỏ do. Bộ này có thể được phân bóc theo các bạn dạng dịch, phép quay cùng rung của phân tử. Chuyển đụng trung chổ chính giữa khối lượng của tổng thể phân tử chỉ chiếm 3 bậc thoải mái. Dường như, phân tử có nhì chuyển phiên al độ hoạt động và một chính sách rung. Các phxay cù xẩy ra bao quanh hai trục vuông góc cùng với con đường thẳng giữa nhị nguim tử. Vòng cù xung quanh liên kết nguyên tử ngulặng tử không hẳn là một vòng xoay vật lý. Điều này mang lại, cho một phân tử diatomic, một sự phân hủy của:

N = 6 = 3 + 2 + 1. displaystyle N=6=3+2+1.

*
Đối với cùng 1 phân tử chung, phi tuyến đường tính, tất cả bố cường độ tự do cù được coi như xét, dẫn tới sự phân hủy:

3 N = 3 + 3 + ( 3 N − 6 ) displaystyle 3N=3+3+(3N-6)

*
tất cả nghĩa rằng một nguim tử N gồm 3N − 6 độ thoải mái rung cồn mang đến N > 2. Trong ngôi trường thích hợp đặc biệt quan trọng, chẳng hạn như các phân tử bự bị dung nạp, cường độ tự do con quay hoàn toàn có thể chỉ số lượng giới hạn ở 1.<2>

Nhỏng đang định nghĩa sinh sống bên trên, người ta cũng hoàn toàn có thể đếm độ tự do thoải mái bằng cách thực hiện con số tọa độ tối tgọi cần thiết để chỉ định và hướng dẫn một địa điểm. Vấn đề này được thực hiện nhỏng sau:

Đối với 1 hạt đối kháng, họ đề xuất 2 tọa độ vào phương diện phẳng 2 chiều để xác định vị trí của nó với 3 tọa độ vào không khí 3 chiều. Do đó cường độ tự do thoải mái của chính nó trong không khí 3D là 3.Đối với cùng 1 khung người bao hàm 2 phân tử (ví dụ: một phân tử diatomic) trong không khí 3D với khoảng cách không đổi thân bọn chúng (trả sử d) bạn cũng có thể hiển thị (bên dưới) mức độ tự do của chính nó là 5.

Giả sử một phân tử vào khung hình này còn có tọa độ (x1, y1, z1) cùng phân tử kia tất cả tọa độ (x2, y2, z2) with  z2 cùng với z2 chưa biết. Áp dụng bí quyết mang đến khoảng cách giữa hai tọa độ

d = ( x 2 − x 1 ) 2 + ( y 2 − y 1 ) 2 + ( z 2 − z 1 ) 2 displaystyle d=sqrt (x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2+(z_2-z_1)^2

*
dẫn đến một pmùi hương trình với 1 ẩn số, trong các số ấy bạn cũng có thể giải mang đến z2. trong những x1, x2, y1, y2, z1, hoặc z2 rất có thể không khẳng định.

Trái với định lý lắp thêm cổ xưa, sống ánh nắng mặt trời chống, hoạt động rung của các phân tử hay góp phần ko đáng kể vào công suất nhiệt. Như vậy là vì những cường độ tự do thoải mái này bị ngừng hoạt động vì khoảng cách thân những quý giá riêng rẽ năng lượng thừa quá năng lượng tương ứng với nhiệt độ môi trường thiên nhiên (kBT). Trong bảng sau đây, cường độ tự do thoải mái điều này bị coi dịu vị tác động phải chăng của chúng so với tổng tích điện. Sau đó, chỉ tất cả cường độ tự do tịnh tiến và cù vòng đóng góp, với con số đều nhau, Xác Suất công suất nhiệt độ. Đây là nguyên do tại sao γ=5/3 cho các khí một nguyên ổn tử và γ=7/5 cho các khí nhị ngulặng tử tại ánh sáng phòng.

Tuy nhiên, sinh hoạt nhiệt độ rất cao, theo sản phẩm công nghệ từ bỏ của nhiệt độ rung (Θvib), vận động rung động rất có thể được bỏ lỡ.

Nhiệt độ xấp xỉ là giữa 103 K và 104 K<1>.

Xem thêm: Gia Công Cơ Khí Chính Xác Là Gì ? Gia Công Cơ Khí Chính Xác Là Gì

Ttê mê khảo


^ a
ă

Reif, F. (2009). Fundamentals of Statistical & Thermal Physics. Long Grove sầu, IL: Wavel& Press, Inc. tr. 51. ISBN 1-57766-612-7.^ Waldmann, Thomas; Klein, Jens; Hoster, Harry E.; Behm, R. Jürren (2013). “Stabilization of Large Adsorbates by Rotational Entropy: A Time-Resolved Variable-Temperature STM Study”. ChemPhysChem. 14 (1): 162–9. doi:10.1002/cphc.201200531. PMID 23047526.

*


Lấy từ bỏ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Bậc_tự_do_(lý_hóa)&oldid=64385690”