Energia termica media della molecola di gas poliatomico lineare Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo
Formula utilizzata
Energia termica = ((3/2)*[BoltZ]*Temperatura)+((0.5*Momento di inerzia lungo l'asse Y*(Velocità angolare lungo l'asse Y^2))+(0.5*Momento di inerzia lungo l'asse Z*(Velocità angolare lungo l'asse Z^2)))+((3*Atomicita)-5)*([BoltZ]*Temperatura)
Qin = ((3/2)*[BoltZ]*T)+((0.5*Iy*(ωy^2))+(0.5*Iz*(ωz^2)))+((3*N)-5)*([BoltZ]*T)
Questa formula utilizza 1 Costanti, 7 Variabili
Costanti utilizzate
[BoltZ] - Costante di Boltzmann Valore preso come 1.38064852E-23
Variabili utilizzate
Energia termica - (Misurato in Joule) - L'energia termica è l'energia termica in ingresso a un dato sistema. Questa energia termica in ingresso viene convertita in lavoro utile e una parte di essa viene sprecata nel farlo.
Temperatura - (Misurato in Kelvin) - La temperatura è il grado o l'intensità del calore presente in una sostanza o in un oggetto.
Momento di inerzia lungo l'asse Y - (Misurato in Chilogrammo metro quadrato) - Il momento di inerzia lungo l'asse Y di un corpo rigido è una quantità che determina la coppia necessaria per un'accelerazione angolare desiderata attorno all'asse Y.
Velocità angolare lungo l'asse Y - (Misurato in Radiante al secondo) - La velocità angolare lungo l'asse Y, nota anche come vettore di frequenza angolare, è una misura vettoriale della velocità di rotazione, che si riferisce alla velocità con cui un oggetto ruota o ruota rispetto a un altro punto.
Momento di inerzia lungo l'asse Z - (Misurato in Chilogrammo metro quadrato) - Il momento di inerzia lungo l'asse Z di un corpo rigido è una quantità che determina la coppia necessaria per un'accelerazione angolare desiderata attorno all'asse Z.
Velocità angolare lungo l'asse Z - (Misurato in Radiante al secondo) - La velocità angolare lungo l'asse Z, nota anche come vettore di frequenza angolare, è una misura vettoriale della velocità di rotazione, che si riferisce alla velocità con cui un oggetto ruota o ruota rispetto a un altro punto.
Atomicita - L'atomicità è definita come il numero totale di atomi presenti in una molecola o elemento.
PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base
Temperatura: 85 Kelvin --> 85 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Momento di inerzia lungo l'asse Y: 60 Chilogrammo metro quadrato --> 60 Chilogrammo metro quadrato Nessuna conversione richiesta
Velocità angolare lungo l'asse Y: 35 Grado al secondo --> 0.610865238197901 Radiante al secondo (Controlla la conversione ​qui)
Momento di inerzia lungo l'asse Z: 65 Chilogrammo metro quadrato --> 65 Chilogrammo metro quadrato Nessuna conversione richiesta
Velocità angolare lungo l'asse Z: 40 Grado al secondo --> 0.698131700797601 Radiante al secondo (Controlla la conversione ​qui)
Atomicita: 3 --> Nessuna conversione richiesta
FASE 2: valutare la formula
Sostituzione dei valori di input nella formula
Qin = ((3/2)*[BoltZ]*T)+((0.5*Iy*(ωy^2))+(0.5*Iz*(ωz^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)
Valutare ... ...
Qin = 27.0347960060603
PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output
27.0347960060603 Joule --> Nessuna conversione richiesta
RISPOSTA FINALE
27.0347960060603 27.0348 Joule <-- Energia termica
(Calcolo completato in 00.004 secondi)

Titoli di coda

Creator Image
Creato da Prerana Bakli
Università delle Hawai'i a Mānoa (UH Manoa), Hawaii, Stati Uniti
Prerana Bakli ha creato questa calcolatrice e altre 800+ altre calcolatrici!
Verifier Image
Verificato da Akshada Kulkarni
Istituto nazionale di tecnologia dell'informazione (NIIT), Neemrana
Akshada Kulkarni ha verificato questa calcolatrice e altre 900+ altre calcolatrici!

Principio di equipaggiamento e capacità termica Calcolatrici

Energia di rotazione della molecola non lineare
​ LaTeX ​ Partire Energia rotazionale = (0.5*Momento di inerzia lungo l'asse Y*Velocità angolare lungo l'asse Y^2)+(0.5*Momento di inerzia lungo l'asse Z*Velocità angolare lungo l'asse Z^2)+(0.5*Momento di inerzia lungo l'asse X*Velocità angolare lungo l'asse X^2)
Energia traslazionale
​ LaTeX ​ Partire Energia traslazionale = ((Momento lungo l'asse X^2)/(2*Massa))+((Momento lungo l'asse Y^2)/(2*Massa))+((Momento lungo l'asse Z^2)/(2*Massa))
Energia di rotazione della molecola lineare
​ LaTeX ​ Partire Energia rotazionale = (0.5*Momento di inerzia lungo l'asse Y*(Velocità angolare lungo l'asse Y^2))+(0.5*Momento di inerzia lungo l'asse Z*(Velocità angolare lungo l'asse Z^2))
Energia vibrazionale modellata come oscillatore armonico
​ LaTeX ​ Partire Energia vibrazionale = ((Momento dell'oscillatore armonico^2)/(2*Massa))+(0.5*Costante di primavera*(Cambio di posizione^2))

Energia termica media della molecola di gas poliatomico lineare Formula

​LaTeX ​Partire
Energia termica = ((3/2)*[BoltZ]*Temperatura)+((0.5*Momento di inerzia lungo l'asse Y*(Velocità angolare lungo l'asse Y^2))+(0.5*Momento di inerzia lungo l'asse Z*(Velocità angolare lungo l'asse Z^2)))+((3*Atomicita)-5)*([BoltZ]*Temperatura)
Qin = ((3/2)*[BoltZ]*T)+((0.5*Iy*(ωy^2))+(0.5*Iz*(ωz^2)))+((3*N)-5)*([BoltZ]*T)

Qual è l'affermazione del teorema di equipartizione?

Il concetto originale di equipartizione era che l'energia cinetica totale di un sistema è condivisa equamente tra tutte le sue parti indipendenti, in media, una volta che il sistema ha raggiunto l'equilibrio termico. Equipartition fa anche previsioni quantitative per queste energie. Il punto chiave è che l'energia cinetica è quadratica nella velocità. Il teorema di equipartizione mostra che in equilibrio termico, qualsiasi grado di libertà (come un componente della posizione o velocità di una particella) che appare solo quadraticamente nell'energia ha un'energia media di 1⁄2kBT e quindi contribuisce 1⁄2kB alla capacità termica del sistema.

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