Cálculo de la energía cinética de un gas ideal
Las moléculas tienen muy poca masa, pero los gases contienen muchas, muchas moléculas, y porque todos tienen la energía cinética, la energía cinética total pueden acumularse bastante rápido. El uso de la física, puede que encuentre la cantidad de energía cinética total hay en una cierta cantidad de gas? ¡Sí! Cada molécula tiene esta energía cinética media:
Para calcular la energía cinética total, se multiplica la energía cinética media por el número de moléculas que tiene, que es nNLA, dónde n es el número de moles:
NLAk es igual a R, la constante universal de los gases, por lo que esta ecuación se convierte en la siguiente:
Si usted tiene 6,0 moles de gas ideal a 27 grados centígrados, esto es la cantidad de energía interna está envuelto en el movimiento térmico (asegúrese de convertir la temperatura a Kelvin):
Esto convierte a alrededor de 5 kilocalorías, o Calorías (el tipo de unidad de energía que se encontró en envoltorios de comida).
Supongamos que usted está probando su nuevo dirigible de helio. Como se eleva hacia el cielo, se detiene a preguntarse, como cualquier físico podría, simplemente la cantidad de energía interna que hay en el gas helio que el dirigible se mantiene. El dirigible tiene 5.400 metros cúbicos de helio a una temperatura de 283 grados Kelvin. La presión de la helio es ligeramente mayor que la presión atmosférica,
Entonces, ¿qué es la energía interna total del helio?
La fórmula total de energía cinética que dice que KEtotal = (3/2)nRT. Sabes T, pero lo que es n, el número de moles? Usted puede encontrar el número de moles de helio con la ecuación de los gases ideales:
PV = nRT
La solución para n le da la siguiente:
Conecte los números y resolver para encontrar el número de moles:
Así que tienes
Ahora ya está listo para usar la ecuación de la energía cinética total:
Poniendo los números en esta ecuación y hacer las matemáticas le da
Así que la energía interna del helio es
Eso es aproximadamente la misma energía almacenada en 94.000 pilas alcalinas.
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