कुछ सामान्य गैसों के कमरे के ताप पर मोलर ऊष्मा-धारिताओं के मान नीचे दिए गए हैं

इन गैसों की मापी गई मोलर ऊष्मा-धारिताएँ एकपरमाणुक गैसों की मोलर ऊष्मा-धारिताओं से सुस्पष्ट रूप से भिन्न हैं। प्रतीकात्मक रूप में किसी एकपरमाणुक गैस की मोलर ऊष्मा-धारिता `12.22 Jmol^(-1) K^(-1)` होती है। इस अंतर का स्पष्टीकरण कीजिए। क्लोरीन के लिए कुछ अधिक मान (शेष की अपेक्षा) होने से आप क्या निष्कर्ष निकालते हैं?

Explanation

एकपरमाणुक (monoatomic) गैसों के अणुओं (परमाणुओं) की केवल स्थानांतरीय गति (translational motion) की 3 स्वातंत्र्य कोटियाँ (degrees of freedom) होती हैं। दिए गए गैस द्विपरमाणुक (diatomic) हैं, जिनकी 5 स्वातंत्र्य कोटियाँ होती हैं, 3 स्थानांतरीय गति (translational motion) की और 2 घूर्णन गति (rotational motion) की। गैस के ताप में वृद्धि के लिए सभी प्रकार (modes) के गतियों की औसत ऊर्जा बढ़ाने के लिए ऊष्मा प्रदान करनी पड़ती है। अतः, द्विपरमाणुक गैसों की मोलर ऊष्मा-धारिता एकपरमाणुक गैसों की मोलर ऊष्मा-धारिता से अधिक होती है। द्विपरमाणुक गैस के लिए C के सैद्धांतिक मान (theoretical value) लगभग
` (5)/(2) R = (5)/(2) xx 8.314 J mol ^(-1) K ^(-1) = 20.785 J mol ^(-1) K ^(-1)`
है और दिए गए `C_(V)` के प्रायोगिक मान (experimental values), क्लोरीन के मान को छोड़कर, इस मान के काफी निकट हैं।
क्लोरीन के लिए `C_(V)` के मान का सैद्धांतिक मान से अधिक होना इस तथ्य को व्यक्त करता है कि सामान्य ताप पर भी, क्लोरीन के अणुओं की स्थानांतरीय और घूर्णन गतियों के अलावा कंपन गति (vibrational motion) भी महत्त्वपूर्ण (significant) होती है।