Redigerer Spesifikk varmekapasitet (avsnitt)

===Ekvipartisjonsprinsippet===

[[Luft]] består hovedsakelig av 2-atomige molekyler  O<sub>2</sub> og  N<sub>2</sub>. Hvert molekyl beveger seg fritt og gir opphav til den ideelle tilstandsligningen. Fra [[kinetisk teori]] gir denne frie bevegelsen i tre retninger en indre energi som er (3/2)''k<sub>B</sub>T'' per partikkel hvor ''k<sub>B</sub>'' er [[Boltzmanns konstant]]. Det er vanlig å si at bidraget (1/2)''k<sub>B</sub>T'' til den indre energien som skyldes bevegelse i en bestemt retning, tilsvarer  bidraget fra en «frihetsgrad». 

Et molekyl  har flere frihetsgrader enn de tre som skyldes fri  translasjon i tre retninger. Molekylet kan også rotere og vibrere. Disse bidragene kan regnes ut, men da med [[statistisk mekanikk]] hvor [[kvantemekanikk]] vil måtte brukes. Hver frihetsgrad kan da vises å bidra  (1/2)''k<sub>B</sub>T&thinsp;'' til den indre energien. Dette resultatet kalles ofte for [[ekvipartisjonsprinsipp]]et.<ref name = Hemmer>P.C. Hemmer, ''Termisk Fysikk'', Tapir Forlag, Trondheim (1989). ISBN 82-519-0929-5.</ref>

For et 2-atomig molekyl er det bare to frihetsgrader som skyldes rotasjon. Disse oppstår ved at molekylet kan rotere rundt to akser, begge vinkelrett til aksen som forbinder de to atomene. Rotasjon om denne aksen er neglisjerbart da atomene er så små at [[treghetsmoment]]et om aksen kan sees bort fra.  Dermed vil den molare varmekapasiteten for slike molekyl bli ''c<sub>V</sub>'' = (3/2 + 2/2)''R'' = (5/2)''R''.  Først ved veldig høye temperaturer vil de to frihetsgradene som skyldes vibrasjon, bidra. Det er en konsekvens lav [[Boltzmann-fordeling]]en. Ved slike høye temperaturer blir da varmekapasiteten ''c<sub>V</sub>'' = (7/2)''R''.

For luft ved romtemperatur forventes nå en spesifikk varmekapasitet å være {{nowrap|''c<sub>V</sub>'' {{=}} (5/2)''R<sub>s</sub>''}} = 720 J/kg K. Da ''c<sub>P</sub> - c<sub>V</sub> = R<sub>s</sub>'', gir dette  ''c<sub>P</sub>'' = 1,00 kJ/kg K. Samtidig blir [[adiabateksponenten]] {{nowrap|''&gamma;'' {{=}} ''c<sub>P</sub>''&thinsp;/''c<sub>V</sub>''}} = 7/5 = 1.4  som også stemmer godt med målinger.<ref name = Atkins/>