Почему мы не принимаем во внимание вращение и колебания молекул газа под давлением газа?
При выводе того, как рассчитать давление идеального газа, мы рассматриваем только перемещение молекул. Почему мы не принимаем во внимание, что молекулы могут вращаться и колебаться, что может изменять давление рассматриваемого газа? Вот ссылка на вывод
Ответы
«Идеальный газ» - это жаргонное выражение для «математической модели, включающей точечные частицы с массой и столкновениями», поэтому это как бы определяет ваш вопрос как «не подлежит сомнению», но это неудовлетворительный ответ.
Для реального газа вы можете включить другие вещи, такие как объем частиц или (для молекулярного газа) вращения и колебания. Они считаются дополнительными «степенями свободы» в статистической механике и могут рассматриваться независимо от компонентов скорости по осям x, y и z.
Для молекулярных газов, когда вы добавляете энергию, температура увеличивается (а вместе с ней и скорость молекул), и при определенных температурах эти вращательные или колебательные моды становятся важными.
Вот график удельной теплоемкости * (т. Е. Изменения температуры при добавлении энергии) двухатомного водорода:
Обратите внимание, что при низких температурах вращательные и колебательные моды не важны, и закон идеального газа работает на удивление хорошо (особенно если вы немного измените его для объема водорода). При более высоких температурах закон идеального газа сбивает вас с пути. Удивительно, насколько хорошо он работает при низких температурах.
* Технически теплоемкость при постоянном объеме
Для идеального газа, например точечной массы, вращение и вибрация не могут накапливать энергию. Для низких температур и симметричных молекул это справедливо и для реальных газов как факт наблюдения.
Однако для некоторых реальных газов необходимо учитывать вращение и вибрацию., См., Например,
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Heat_capacity_ratio