Calculadora Energía térmica promedio de la molécula de gas poliatómico lineal

✖La temperatura es el grado o intensidad de calor presente en una sustancia u objeto.ⓘ Temperatura [T]			+10% -10%
✖El Momento de Inercia a lo largo del eje Y de un cuerpo rígido es una cantidad que determina el par necesario para una aceleración angular deseada alrededor del eje Y.ⓘ Momento de inercia a lo largo del eje Y [I_y]			+10% -10%
✖La velocidad angular a lo largo del eje Y, también conocida como vector de frecuencia angular, es una medida vectorial de la tasa de rotación, que se refiere a qué tan rápido gira o gira un objeto en relación con otro punto.ⓘ Velocidad angular a lo largo del eje Y [ω_y]			+10% -10%
✖El momento de inercia a lo largo del eje Z de un cuerpo rígido es una cantidad que determina el par necesario para una aceleración angular deseada sobre el eje Z.ⓘ Momento de inercia a lo largo del eje Z [I_z]			+10% -10%
✖La velocidad angular a lo largo del eje Z, también conocida como vector de frecuencia angular, es una medida vectorial de la tasa de rotación, que se refiere a qué tan rápido gira o gira un objeto en relación con otro punto.ⓘ Velocidad angular a lo largo del eje Z [ω_z]			+10% -10%
✖La Atomicidad se define como el número total de átomos presentes en una molécula o elemento.ⓘ Atomicidad [N]			+10% -10%

✖La energía térmica es la energía térmica de entrada a un sistema dado. Esta energía calorífica de entrada se convierte en trabajo útil y una parte se desperdicia al hacerlo.ⓘ Energía térmica promedio de la molécula de gas poliatómico lineal [Q_in]

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Fórmula

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Energía térmica promedio de la molécula de gas poliatómico lineal

Fórmula

Q in = ((\frac{3}{2}) \cdot [BoltZ] \cdot T) + ((0.5 \cdot I y \cdot ({ω y}^{2})) + (0.5 \cdot I z \cdot ({ω z}^{2}))) + ((3 \cdot N) - 5) \cdot ([BoltZ] \cdot T)

Ejemplo

27.0348 J = ((\frac{3}{2}) \cdot [BoltZ] \cdot 85 K) + ((0.5 \cdot 60 kg·m² \cdot ({35 degree/s}^{2})) + (0.5 \cdot 65 kg·m² \cdot ({40 degree/s}^{2}))) + ((3 \cdot 3) - 5) \cdot ([BoltZ] \cdot 85 K)

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Energía térmica promedio de la molécula de gas poliatómico lineal Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Energía térmica = ((3/2)*[BoltZ]*Temperatura)+((0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Y*(Velocidad angular a lo largo del eje Y^2))+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Z*(Velocidad angular a lo largo del eje Z^2)))+((3*Atomicidad)-5)*([BoltZ]*Temperatura)
Q_in = ((3/2)*[BoltZ]*T)+((0.5*I_y*(ω_y^2))+(0.5*I_z*(ω_z^2)))+((3*N)-5)*([BoltZ]*T)
Esta fórmula usa 1 Constantes, 7 Variables

Constantes utilizadas

[BoltZ] - constante de Boltzmann Valor tomado como 1.38064852E-23

Variables utilizadas

Energía térmica - (Medido en Joule) - La energía térmica es la energía térmica de entrada a un sistema dado. Esta energía calorífica de entrada se convierte en trabajo útil y una parte se desperdicia al hacerlo.
Temperatura - (Medido en Kelvin) - La temperatura es el grado o intensidad de calor presente en una sustancia u objeto.
Momento de inercia a lo largo del eje Y - (Medido en Kilogramo Metro Cuadrado) - El Momento de Inercia a lo largo del eje Y de un cuerpo rígido es una cantidad que determina el par necesario para una aceleración angular deseada alrededor del eje Y.
Velocidad angular a lo largo del eje Y - (Medido en radianes por segundo) - La velocidad angular a lo largo del eje Y, también conocida como vector de frecuencia angular, es una medida vectorial de la tasa de rotación, que se refiere a qué tan rápido gira o gira un objeto en relación con otro punto.
Momento de inercia a lo largo del eje Z - (Medido en Kilogramo Metro Cuadrado) - El momento de inercia a lo largo del eje Z de un cuerpo rígido es una cantidad que determina el par necesario para una aceleración angular deseada sobre el eje Z.
Velocidad angular a lo largo del eje Z - (Medido en radianes por segundo) - La velocidad angular a lo largo del eje Z, también conocida como vector de frecuencia angular, es una medida vectorial de la tasa de rotación, que se refiere a qué tan rápido gira o gira un objeto en relación con otro punto.
Atomicidad - La Atomicidad se define como el número total de átomos presentes en una molécula o elemento.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Temperatura: 85 Kelvin --> 85 Kelvin No se requiere conversión
Momento de inercia a lo largo del eje Y: 60 Kilogramo Metro Cuadrado --> 60 Kilogramo Metro Cuadrado No se requiere conversión
Velocidad angular a lo largo del eje Y: 35 Grado por segundo --> 0.610865238197901 radianes por segundo (Verifique la conversión aquí)
Momento de inercia a lo largo del eje Z: 65 Kilogramo Metro Cuadrado --> 65 Kilogramo Metro Cuadrado No se requiere conversión
Velocidad angular a lo largo del eje Z: 40 Grado por segundo --> 0.698131700797601 radianes por segundo (Verifique la conversión aquí)
Atomicidad: 3 --> No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

Q_in = ((3/2)*[BoltZ]*T)+((0.5*I_y*(ω_y^2))+(0.5*I_z*(ω_z^2)))+((3*N)-5)*([BoltZ]*T) --> ((3/2)*[BoltZ]*85)+((0.5*60*(0.610865238197901^2))+(0.5*65*(0.698131700797601^2)))+((3*3)-5)*([BoltZ]*85)

Evaluar ... ...

Q_in = 27.0347960060603

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

27.0347960060603 Joule --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

27.0347960060603 ≈ 27.0348 Joule <-- Energía térmica

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Prerana Bakli

Universidad de Hawái en Mānoa (UH Manoa), Hawái, Estados Unidos

¡Prerana Bakli ha creado esta calculadora y 800+ más calculadoras!

Verificada por Akshada Kulkarni

Instituto Nacional de Tecnología de la Información (NIIT), Neemrana

¡Akshada Kulkarni ha verificado esta calculadora y 900+ más calculadoras!

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Energía rotacional de una molécula no lineal

Vamos Energía rotacional = (0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Y*Velocidad angular a lo largo del eje Y^2)+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Z*Velocidad angular a lo largo del eje Z^2)+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje X*Velocidad angular a lo largo del eje X^2)

Energía traslacional

Vamos Energía traslacional = ((Momento a lo largo del eje X^2)/(2*Masa))+((Momento a lo largo del eje Y^2)/(2*Masa))+((Momento a lo largo del eje Z^2)/(2*Masa))

Energía rotacional de molécula lineal

Vamos Energía rotacional = (0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Y*(Velocidad angular a lo largo del eje Y^2))+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Z*(Velocidad angular a lo largo del eje Z^2))

Energía vibratoria modelada como oscilador armónico

Vamos Energía vibratoria = ((Momento del oscilador armónico^2)/(2*Masa))+(0.5*Constante de resorte*(Cambio de posición^2))

Energía térmica promedio de la molécula de gas poliatómico lineal Fórmula

¿Cuál es el enunciado del teorema de equipartición?

El concepto original de equipartición era que la energía cinética total de un sistema se comparte por igual entre todas sus partes independientes, en promedio, una vez que el sistema ha alcanzado el equilibrio térmico. La equipartición también hace predicciones cuantitativas para estas energías. El punto clave es que la energía cinética es cuadrática en la velocidad. El teorema de equipartición muestra que en equilibrio térmico, cualquier grado de libertad (como un componente de la posición o velocidad de una partícula) que aparece solo cuadráticamente en la energía tiene una energía promedio de 1⁄2kBT y por lo tanto contribuye 1⁄2kB a la capacidad calorífica del sistema.

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