আদর্শ গ্যাসের প্রতিটি অণুর স্বাধীনতার মাত্রা—

কোনো গতিশীল কণার গতি বর্ণনা করার জন্য যতগুলো স্বাধীন স্থানাঙ্কের প্রয়োজন হয়, তাকে স্বাধীনতার মাত্রা (Degrees of Freedom) বলে। অন্যভাবে বলা যায়, গ্যাসের অণুগুলি যে কয়টি স্বাধীন উপায়ে শক্তি সঞ্চয় করতে পারে, তাকে স্বাধীনতার মাত্রা বলে।

আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে, স্বাধীনতার মাত্রা নির্ভর করে গ্যাসটি এক-পরমাণুক (monatomic), দ্বি-পরমাণুক (diatomic) নাকি বহু-পরমাণুক (polyatomic) তার ওপর।

    
• এক-পরমাণুক গ্যাস (যেমন: হিলিয়াম, নিয়ন): একটি এক-পরমাণুক গ্যাস অণুর শুধুমাত্র রৈখিক গতি (translational motion) থাকে। এটি x, y এবং z অক্ষ বরাবর স্বাধীনভাবে চলাচল করতে পারে। তাই, এর স্বাধীনতার মাত্রা হলো 3 (৩টি রৈখিক স্বাধীনতার মাত্রা)।
    
• দ্বি-পরমাণুক গ্যাস (যেমন: অক্সিজেন, নাইট্রোজেন): একটি দ্বি-পরমাণুক গ্যাস অণুর ৩টি রৈখিক স্বাধীনতার মাত্রা এবং ২টি ঘূর্ণন স্বাধীনতার মাত্রা (rotational degrees of freedom) থাকে (কারণ অণু তার বন্ধন অক্ষ বরাবর ঘুরতে পারে না)। তাই, সাধারণ তাপমাত্রায় এর মোট স্বাধীনতার মাত্রা হলো \(3 + 2 = 5\)। উচ্চ তাপমাত্রায় এর সাথে আরও ২টি কম্পন স্বাধীনতার মাত্রা যোগ হতে পারে।
    
• বহু-পরমাণুক গ্যাস (অ-রৈখিক, যেমন: জলীয় বাষ্প, অ্যামোনিয়া): একটি অ-রৈখিক বহু-পরমাণুক গ্যাস অণুর ৩টি রৈখিক স্বাধীনতার মাত্রা এবং ৩টি ঘূর্ণন স্বাধীনতার মাত্রা থাকে। তাই, সাধারণ তাপমাত্রায় এর মোট স্বাধীনতার মাত্রা হলো \(3 + 3 = 6\)।

যেহেতু প্রশ্নটিতে কেবল "আদর্শ গ্যাস" উল্লেখ করা হয়েছে এবং নির্দিষ্ট করে কোনো গ্যাসের ধরন (যেমন: এক-পরমাণুক, দ্বি-পরমাণুক) বলা হয়নি, সাধারণত পদার্থবিজ্ঞানে আদর্শ গ্যাস বলতে এক-পরমাণুক আদর্শ গ্যাসকেই বোঝানো হয়। এক-পরমাণুক আদর্শ গ্যাসের প্রতিটি অণুর স্বাধীনতার মাত্রা হলো 3।