Stopnie swobody

Ciepło molowe nie zależy od rodzaju gazu, lecz od liczby atomów tworzących cząsteczkę (patrz tabela). Odzwierciedleniem tego jest stosunek cp/cv =  (kappa). Jest on jednakowy dla cząsteczek posiadających tyle samo atomów.

Dzieje się tak dlatego, że cząsteczki jednoatomowe biorą udział tylko w ruchu postępowym, a więc mają trzy stopnie swobody (wzdłuż osi x, y, z), tak jak Argon (rysunek z prawej strony). U cząsteczek jednoatomowych nie stwierdza się obrotów.

Cząsteczki dwuatomowe, np. wodór mają pięć stopni swobody. Do trzech stopni swobody ruchu postępowego dochodzą dwa stopnie ruchu obrotowego wokół środka masy. U tych cząsteczek nie stwierdza się obrotu wokół osi przechodzącej przez oba atomy (wokół osi z)

Cząsteczki trójatomowe, np. dwutlenek węgla mają siedem stopni swobody. Do trzech stopni swobody ruchu postępowego dochodzą cztery stopnie ruchu obrotowego wokół środka masy.

U cząsteczek mających więcej atomów przybywa stopni swobody wynikających z obrotów.

Aby ogrzać np. o 1 K dwa różne gazy, trzeba dostarczyć każdemu z nich, na każdy stopień swobody jednakową ilość ciepła. Gazy o większej liczbie atomów w cząsteczce, mają więcej stopni swobody i ich ciepła molowe mają większą wartość.