Średnia energia cieplna nieliniowej wieloatomowej cząsteczki gazu Rozwiązanie

KROK 0: Podsumowanie wstępnych obliczeń
Formułę używana
Energia cieplna = ((3/2)*[BoltZ]*Temperatura)+((0.5*Moment bezwładności wzdłuż osi Y*(Prędkość kątowa wzdłuż osi Y^2))+(0.5*Moment bezwładności wzdłuż osi Z*(Prędkość kątowa wzdłuż osi Z^2)))+((3*Atomowość)-6)*([BoltZ]*Temperatura)
Qin = ((3/2)*[BoltZ]*T)+((0.5*Iy*(ωy^2))+(0.5*Iz*(ωz^2)))+((3*N)-6)*([BoltZ]*T)
Ta formuła używa 1 Stałe, 7 Zmienne
Używane stałe
[BoltZ] - Stała Boltzmanna Wartość przyjęta jako 1.38064852E-23
Używane zmienne
Energia cieplna - (Mierzone w Dżul) - Energia cieplna to energia cieplna wejściowa do danego systemu. Ta wejściowa energia cieplna jest przekształcana w pożyteczną pracę, a część jej jest tracona.
Temperatura - (Mierzone w kelwin) - Temperatura to stopień lub intensywność ciepła obecnego w substancji lub przedmiocie.
Moment bezwładności wzdłuż osi Y - (Mierzone w Kilogram Metr Kwadratowy) - Moment bezwładności wzdłuż osi Y bryły sztywnej jest wielkością, która określa moment potrzebny do uzyskania pożądanego przyspieszenia kątowego wokół osi Y.
Prędkość kątowa wzdłuż osi Y - (Mierzone w Radian na sekundę) - Prędkość kątowa wzdłuż osi Y, znana również jako wektor częstotliwości kątowej, jest wektorową miarą szybkości obrotu, która odnosi się do tego, jak szybko obiekt obraca się lub obraca względem innego punktu.
Moment bezwładności wzdłuż osi Z - (Mierzone w Kilogram Metr Kwadratowy) - Moment bezwładności wzdłuż osi Z bryły sztywnej jest wielkością, która określa moment potrzebny do uzyskania pożądanego przyspieszenia kątowego wokół osi Z.
Prędkość kątowa wzdłuż osi Z - (Mierzone w Radian na sekundę) - Prędkość kątowa wzdłuż osi Z, znana również jako wektor częstotliwości kątowej, jest wektorową miarą szybkości obrotu, która odnosi się do tego, jak szybko obiekt obraca się lub obraca względem innego punktu.
Atomowość - Atomowość definiuje się jako całkowitą liczbę atomów obecnych w cząsteczce lub elemencie.
KROK 1: Zamień wejście (a) na jednostkę bazową
Temperatura: 85 kelwin --> 85 kelwin Nie jest wymagana konwersja
Moment bezwładności wzdłuż osi Y: 60 Kilogram Metr Kwadratowy --> 60 Kilogram Metr Kwadratowy Nie jest wymagana konwersja
Prędkość kątowa wzdłuż osi Y: 35 Stopień na sekundę --> 0.610865238197901 Radian na sekundę (Sprawdź konwersję ​tutaj)
Moment bezwładności wzdłuż osi Z: 65 Kilogram Metr Kwadratowy --> 65 Kilogram Metr Kwadratowy Nie jest wymagana konwersja
Prędkość kątowa wzdłuż osi Z: 40 Stopień na sekundę --> 0.698131700797601 Radian na sekundę (Sprawdź konwersję ​tutaj)
Atomowość: 3 --> Nie jest wymagana konwersja
KROK 2: Oceń formułę
Zastępowanie wartości wejściowych we wzorze
Qin = ((3/2)*[BoltZ]*T)+((0.5*Iy*(ωy^2))+(0.5*Iz*(ωz^2)))+((3*N)-6)*([BoltZ]*T) --> ((3/2)*[BoltZ]*85)+((0.5*60*(0.610865238197901^2))+(0.5*65*(0.698131700797601^2)))+((3*3)-6)*([BoltZ]*85)
Ocenianie ... ...
Qin = 27.0347960060603
KROK 3: Konwertuj wynik na jednostkę wyjścia
27.0347960060603 Dżul --> Nie jest wymagana konwersja
OSTATNIA ODPOWIEDŹ
27.0347960060603 27.0348 Dżul <-- Energia cieplna
(Obliczenie zakończone za 00.020 sekund)

Kredyty

Creator Image
Stworzone przez Prerana Bakli
Uniwersytet Hawajski w Mānoa (UH Manoa), Hawaje, USA
Prerana Bakli utworzył ten kalkulator i 800+ więcej kalkulatorów!
Verifier Image
Zweryfikowane przez Akshada Kulkarni
Narodowy Instytut Informatyki (NIIT), Neemrana
Akshada Kulkarni zweryfikował ten kalkulator i 900+ więcej kalkulatorów!

Zasada podziału i pojemność cieplna Kalkulatory

Energia rotacyjna nieliniowej cząsteczki
​ LaTeX ​ Iść Energia rotacyjna = (0.5*Moment bezwładności wzdłuż osi Y*Prędkość kątowa wzdłuż osi Y^2)+(0.5*Moment bezwładności wzdłuż osi Z*Prędkość kątowa wzdłuż osi Z^2)+(0.5*Moment bezwładności wzdłuż osi X*Prędkość kątowa wzdłuż osi X^2)
Energia translacyjna
​ LaTeX ​ Iść Energia translacyjna = ((Pęd wzdłuż osi X^2)/(2*Masa))+((Pęd wzdłuż osi Y^2)/(2*Masa))+((Pęd wzdłuż osi Z^2)/(2*Masa))
Energia rotacyjna cząsteczki liniowej
​ LaTeX ​ Iść Energia rotacyjna = (0.5*Moment bezwładności wzdłuż osi Y*(Prędkość kątowa wzdłuż osi Y^2))+(0.5*Moment bezwładności wzdłuż osi Z*(Prędkość kątowa wzdłuż osi Z^2))
Energia wibracji modelowana jako oscylator harmoniczny
​ LaTeX ​ Iść Energia wibracyjna = ((Pęd oscylatora harmonicznego^2)/(2*Masa))+(0.5*Stała sprężyny*(Zmiana pozycji^2))

Średnia energia cieplna nieliniowej wieloatomowej cząsteczki gazu Formułę

​LaTeX ​Iść
Energia cieplna = ((3/2)*[BoltZ]*Temperatura)+((0.5*Moment bezwładności wzdłuż osi Y*(Prędkość kątowa wzdłuż osi Y^2))+(0.5*Moment bezwładności wzdłuż osi Z*(Prędkość kątowa wzdłuż osi Z^2)))+((3*Atomowość)-6)*([BoltZ]*Temperatura)
Qin = ((3/2)*[BoltZ]*T)+((0.5*Iy*(ωy^2))+(0.5*Iz*(ωz^2)))+((3*N)-6)*([BoltZ]*T)

Co to jest twierdzenie o ekwipartycji?

Oryginalna koncepcja ekwipartycji polegała na tym, że całkowita energia kinetyczna systemu jest dzielona równo między wszystkie jego niezależne części, średnio po osiągnięciu przez system równowagi termicznej. Equipartition dokonuje również ilościowych prognoz dla tych energii. Kluczową kwestią jest to, że energia kinetyczna jest kwadratowa w prędkości. Twierdzenie o ekwipartycji pokazuje, że w równowadze termicznej każdy stopień swobody (taki jak składnik położenia lub prędkości cząstki), który pojawia się w energii tylko kwadratowo, ma średnią energię 1⁄2 kBT, a zatem wnosi 1⁄2 kB do pojemności cieplnej systemu.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!