Molární tepelná kapacita: Porovnání verzí

U mnohých látek lze odhadnout molární tepelnou kapacitu, aniž bychom znali detaily o složení látky. Například jednoatomový ideální plyn se skládá z atomů, které mají 3 [[stupeň volnosti|stupně volnosti]] a každý z nich přispívá k tepelné energii druhou mocninou své rychlosti (<math>E_\mathrm{k} = \frac12 mv^2</math>). Proto je průměrná energie jedné částice podle [[ekvipartiční teorém|ekvipartičního teorému]] rovna <math>\frac32 kT</math>, kde <math>k</math> je [[Boltzmannova konstanta]] a <math>T</math> je [[termodynamická teplota]] plynu. Jeden [[mol]] atomů tedy bude mít tepelnou kapacitu <math>\frac32 RTR</math>, kde <math>R=N_\mathrm{A}k</math> je [[molární plynová konstanta]]. Odvodili jsme tedy, že jednoatomový ideální plyn má molární tepelnou kapacitu <math>\frac32R</math>. Tento fakt lze ověřit měřením na libovolném [[inertní plyn|inertním plynu]]. Podobnou argumentací lze určit, že dvouatomový plyn (např. [[kyslík]]) má molární tepelnou kapacitu <math>\frac52R</math> a víceatomový (např. [[methan]]) <math>\frac72R</math>. To však platí jen při vysokých teplotách, protože ekvipartiční teorém přestává platit, uplatňují-li se [[kvantová fyzika|kvantové jevy]]. Pro pevnou [[krystal|krystalickou]] látku lze odvodit molární tepelnou kapacitu <math>3R</math>. Opět je to pravda pro mnoho látek, ale pro některé tato předpověď selhává už při pokojové teplotě. Důvody jsou analogické jako u víceatomových plynů: podstatou jevu je kvantování energie částic.