Temperatura di rotazione

La temperatura rotazionale caratteristica ( θ R o θ rot) è comunemente usata nella termodinamica statistica per semplificare l'espressione della funzione di partizione rotazionale e il contributo rotazionale alle proprietà termodinamiche molecolari. Ha unità di temperatura ed è definito come

θR = hcB¯kB = ℏ22kBI, {\ displaystyle \ theta _ {\ mathrm {R}} = {\ frac {hc {\ overline {B}}} {k _ {\ mathrm {B}}}} = {\ frac {\ hbar ^ {2}} {2k _ {\ mathrm {B}} I}},}

dove B¯ = B / hc {\ displaystyle {\ overline {B}} = B / hc} è la costante di rotazione, I è un momento di inerzia molecolare, h è la costante di Planck, c è la velocità della luce, ħ = h / 2 π è la costante di Planck ridotta e k B è la costante di Boltzmann.

Il significato fisico di θ R è una stima della temperatura alla quale l'energia termica (dell'ordine di k B T ) è paragonabile alla spaziatura tra i livelli di energia rotazionale (dell'ordine di hcB ). A circa questa temperatura la popolazione di livelli di rotazione eccitati diventa importante. Alcuni valori tipici sono riportati nella tabella. In ogni caso il valore si riferisce alle specie isotopiche più comuni.

Molecola	θR {\ displaystyle \ theta _ {\ mathrm {R}}} (K)
H2	87.6
N2	2.88
O2	2.08
F2	1.27
HF	30.2
HCl	15.2
CO2	0,561
HBr	12.2
CO	2.78

Riferimenti