Расхождение между предсказанием классической механики и экспериментальными данными молярной теплоёмкости возникает из-за ограниченности классической теории. 5 Она не может полностью учесть энергию, связанную с внутренними движениями в молекуле. 1

Например, для двух- и многоатомных молекул средняя кинетическая энергия должна включать энергию как поступательного, так и вращательного их движения. 1 У многоатомных молекул газов более богатый спектр «нулевых» энергий, которые могут постепенно «размораживаться» по мере возрастания температуры и включаться в тепловое движение, что приводит к возрастанию теплоёмкости. 5

Полное объяснение теплоёмкости веществ дала квантовая механика. 5 Из неё следует, что вклад в теплоёмкость веществ вносят не все, а только некоторые степени свободы в определённых интервалах температур. 5