Grado di libertà (chimica)

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In chimica, il grado di libertà di una molecola costituita da un numero n di atomi viene utilizzato per descrivere in modo completo il movimento di ogni singolo atomo facendo riferimento a una terna di assi cartesiani ortogonali (x,y,z). Ogni atomo, dunque possiede 3 gradi di libertà e la molecola possiede complessivamente 3n gradi di libertà. Questo valore comprende tutti i possibili movimenti della molecola: traslazioni, vibrazioni, rotazioni. Da notare come i gradi di libertà totali di una molecola, a parità di numero di atomi che la compongono, possano essere nella realtà minori rispetto a quelli prevedibili teoricamente per un dato movimento: ad esempio, una molecola con simmetria lineare possiede un grado di libertà rotazionale in meno a causa del fatto che la rotazione lungo l'asse x in realtà non è legata ad alcun reale movimento netto di massa. Essendo 3n i gradi di libertà totali, per molecole lineari si avranno 3n-5 gradi di libertà vibrazionali mentre per molecole non lineari tali gradi di libertà saranno 3n-6 (entra in gioco anche la rotazione lungo l'asse x).

Grado di libertà in termodinamica[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Regola delle fasi.

In termodinamica il grado di libertà, o varianza, indica il numero di variabili (temperatura, pressione, concentrazione) che si possono modificare senza che venga alterato lo stato d'equilibrio di un sistema (vedi regola delle fasi).[1]

La varianza in termodinamica è definita dalla relazione:

\operatorname \nu = C - F + 2

dove:

  • ν è la varianza o grado di libertà, cioè il numero di variabili che si possono modificare senza che nel sistema scompaiano una o più fasi (non si alteri l'equilibrio);
  • C rappresenta il numero di componenti indipendenti del sistema (Ctotali - R);
  • F corrisponde al numero di fasi presenti nel sistema;
  • 2 rappresenta in qualche modo le due variabili pressione e temperatura.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Silvestroni, op. cit., p. 324

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]