Énergie molaire interne de la molécule linéaire Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
Énergie interne molaire = ((3/2)*[R]*Température)+((0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2)))+((3*Atomicité)-5)*([R]*Température)
Umolar = ((3/2)*[R]*T)+((0.5*Iy*(ωy^2))+(0.5*Iz*(ωz^2)))+((3*N)-5)*([R]*T)
Cette formule utilise 1 Constantes, 7 Variables
Constantes utilisées
[R] - Constante du gaz universel Valeur prise comme 8.31446261815324
Variables utilisées
Énergie interne molaire - (Mesuré en Joule) - L'énergie interne molaire d'un système thermodynamique est l'énergie qu'il contient. C'est l'énergie nécessaire pour créer ou préparer le système dans un état interne donné.
Température - (Mesuré en Kelvin) - La température est le degré ou l'intensité de la chaleur présente dans une substance ou un objet.
Moment d'inertie le long de l'axe Y - (Mesuré en Kilogramme Mètre Carré) - Le moment d'inertie le long de l'axe Y d'un corps rigide est une quantité qui détermine le couple nécessaire pour une accélération angulaire souhaitée autour de l'axe Y.
Vitesse angulaire le long de l'axe Y - (Mesuré en Radian par seconde) - La vitesse angulaire le long de l'axe Y, également connue sous le nom de vecteur de fréquence angulaire, est une mesure vectorielle du taux de rotation, qui fait référence à la vitesse à laquelle un objet tourne ou tourne par rapport à un autre point.
Moment d'inertie le long de l'axe Z - (Mesuré en Kilogramme Mètre Carré) - Le moment d'inertie le long de l'axe Z d'un corps rigide est une quantité qui détermine le couple nécessaire pour une accélération angulaire souhaitée autour de l'axe Z.
Vitesse angulaire le long de l'axe Z - (Mesuré en Radian par seconde) - La vitesse angulaire le long de l'axe Z, également connue sous le nom de vecteur de fréquence angulaire, est une mesure vectorielle du taux de rotation, qui fait référence à la vitesse à laquelle un objet tourne ou tourne par rapport à un autre point.
Atomicité - L'atomicité est définie comme le nombre total d'atomes présents dans une molécule ou un élément.
ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base
Température: 85 Kelvin --> 85 Kelvin Aucune conversion requise
Moment d'inertie le long de l'axe Y: 60 Kilogramme Mètre Carré --> 60 Kilogramme Mètre Carré Aucune conversion requise
Vitesse angulaire le long de l'axe Y: 35 Degré par seconde --> 0.610865238197901 Radian par seconde (Vérifiez la conversion ​ici)
Moment d'inertie le long de l'axe Z: 65 Kilogramme Mètre Carré --> 65 Kilogramme Mètre Carré Aucune conversion requise
Vitesse angulaire le long de l'axe Z: 40 Degré par seconde --> 0.698131700797601 Radian par seconde (Vérifiez la conversion ​ici)
Atomicité: 3 --> Aucune conversion requise
ÉTAPE 2: Évaluer la formule
Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule
Umolar = ((3/2)*[R]*T)+((0.5*Iy*(ωy^2))+(0.5*Iz*(ωz^2)))+((3*N)-5)*([R]*T) --> ((3/2)*[R]*85)+((0.5*60*(0.610865238197901^2))+(0.5*65*(0.698131700797601^2)))+((3*3)-5)*([R]*85)
Évaluer ... ...
Umolar = 3914.0460699927
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
3914.0460699927 Joule --> Aucune conversion requise
RÉPONSE FINALE
3914.0460699927 3914.046 Joule <-- Énergie interne molaire
(Calcul effectué en 00.004 secondes)

Crédits

Creator Image
Créé par Prerana Bakli
Université d'Hawaï à Mānoa (UH Manoa), Hawaï, États-Unis
Prerana Bakli a créé cette calculatrice et 800+ autres calculatrices!
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Vérifié par Akshada Kulkarni
Institut national des technologies de l'information (NIIT), Neemrana
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Principe d'équipartition et capacité thermique Calculatrices

Énergie de rotation de la molécule non linéaire
​ LaTeX ​ Aller Énergie de rotation = (0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2)+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2)+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe X*Vitesse angulaire le long de l'axe X^2)
Énergie translationnelle
​ LaTeX ​ Aller Énergie translationnelle = ((Momentum le long de l'axe X^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Y^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Z^2)/(2*Masse))
Énergie de rotation de la molécule linéaire
​ LaTeX ​ Aller Énergie de rotation = (0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2))
Énergie vibratoire modélisée en tant qu'oscillateur harmonique
​ LaTeX ​ Aller Énergie vibratoire = ((Momentum de l'oscillateur harmonique^2)/(2*Masse))+(0.5*Constante de ressort*(Changement de poste^2))

Formules importantes sur le principe d'équipartition et la capacité thermique Calculatrices

Énergie thermique moyenne d'une molécule de gaz polyatomique non linéaire compte tenu de l'atomicité
​ LaTeX ​ Aller Énergie thermique étant donné l'atomicité = ((6*Atomicité)-6)*(0.5*[BoltZ]*Température)
Énergie thermique moyenne d'une molécule de gaz polyatomique linéaire compte tenu de l'atomicité
​ LaTeX ​ Aller Énergie thermique étant donné l'atomicité = ((6*Atomicité)-5)*(0.5*[BoltZ]*Température)
Énergie molaire interne d'une molécule non linéaire compte tenu de l'atomicité
​ LaTeX ​ Aller Énergie interne molaire = ((6*Atomicité)-6)*(0.5*[R]*Température)
Énergie molaire interne d'une molécule linéaire compte tenu de l'atomicité
​ LaTeX ​ Aller Énergie interne molaire = ((6*Atomicité)-5)*(0.5*[R]*Température)

Énergie molaire interne de la molécule linéaire Formule

​LaTeX ​Aller
Énergie interne molaire = ((3/2)*[R]*Température)+((0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2)))+((3*Atomicité)-5)*([R]*Température)
Umolar = ((3/2)*[R]*T)+((0.5*Iy*(ωy^2))+(0.5*Iz*(ωz^2)))+((3*N)-5)*([R]*T)

Quelle est l'énoncé du théorème d'Equipartition?

Le concept original d'équipartition était que l'énergie cinétique totale d'un système est partagée également entre toutes ses parties indépendantes, en moyenne, une fois que le système a atteint l'équilibre thermique. Equipartition fait également des prédictions quantitatives pour ces énergies. Le point clé est que l'énergie cinétique est quadratique dans la vitesse. Le théorème d'équipartition montre qu'en équilibre thermique, tout degré de liberté (tel qu'une composante de la position ou de la vitesse d'une particule) qui n'apparaît que quadratiquement dans l'énergie a une énergie moyenne de 1⁄2kBT et contribue donc à 1⁄2kB à la capacité thermique du système.

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