Залежність γ від числа ступенів свободи
Вище було записано рівняння для изохорной теплоємності одноатомного газу. З’явився в ньому коефіцієнт 3/2 пов’язаний з кількістю ступенів свободи в одного атома. У нього існує можливість рухатися тільки в одному з трьох напрямків простору, тобто існують тільки поступальні ступені свободи.
Якщо система утворена двохатомних молекул, то до трьох поступальним додаються ще два обертальні ступені. Тому вираз для CV набуває вигляду:
CV = 5/2*R.
Тоді значення γ буде дорівнює:
γ = 7/5 = 1,4.
Зазначимо, що насправді існує у двохатомної молекули ще одна коливальна ступінь свободи, але при температурах в кілька сотень Кельвін вона не задіюється і не вносить вклад в теплоємність.
Якщо молекули газу складаються з більш, чим двох атомів, тоді у них буде 6 ступенів свободи. Показник адіабати при цьому буде дорівнює:
γ = 4/3 ≈ 1,33.
Таким чином, при збільшенні числа атомів у молекулі газу величина γ зменшується. Якщо побудувати графік адіабати в осях P-V, то можна помітити, що крива для одноатомного газу буде вести себе більш різко, ніж для багатоатомного.
