Hvad er den matematiske ligning til beregning af intern energi af en kiselisk gas?

u =(5/2) nrt

hvor:

* n er antallet af mol gas

* r er den ideelle gaskonstant (8.314 j/mol · k)

* t er den absolutte temperatur i Kelvin

Forklaring:

* diatomisk gas: En gas sammensat af molekyler med to atomer (f.eks. Nitrogen (N2), ilt (O2)).

* frihedsgrader: Diatomiske gasser har fem frihedsgrader:tre translationelle grader (bevægelse i x, y og z -retninger) og to rotationsgrader (rotation omkring to akser vinkelret på bindingsaksen).

* Equipartition -sætning: Dette sætning siger, at hver grad af frihed bidrager (1/2) KT energi pr. Molekyle, hvor K er Boltzmanns konstante (1,38 × 10^-23 J/K).

* intern energi: Den interne energi i en gas er summen af ​​de kinetiske og potentielle energier i dens molekyler. For diatomiske gasser er den potentielle energi ubetydelig, og den kinetiske energi skyldes primært translationel og rotationsbevægelse.

Derfor er den samlede interne energi:

U =(5/2) NRT =(5/2) NKT, hvor N er det samlede antal molekyler.

Bemærk: Denne ligning antager, at gassen er ideel, og at der ikke er nogen vibrationsgrader af frihed. Ved højere temperaturer kan vibrationstilstande blive aktive, hvilket fører til en anden ligning for den interne energi.