u =(5/2) nrt
dónde:
* n es el número de lunares del gas
* r es la constante de gas ideal (8.314 j/mol · k)
* t es la temperatura absoluta en Kelvin
Explicación:
* Gas diatómico: Un gas compuesto por moléculas con dos átomos (por ejemplo, nitrógeno (N2), oxígeno (O2)).
* Grados de libertad: Los gases diatómicos tienen cinco grados de libertad:tres grados de traducción (movimiento en direcciones X, Y y Z) y dos grados de rotación (rotación sobre dos ejes perpendiculares al eje de enlace).
* Teorema de equiparto: Este teorema establece que cada grado de libertad contribuye (1/2) KT de energía por molécula, donde K es constante de Boltzmann (1.38 × 10^-23 J/K).
* Energía interna: La energía interna de un gas es la suma de las energías cinéticas y potenciales de sus moléculas. Para los gases diatómicos, la energía potencial es insignificante y la energía cinética se debe principalmente al movimiento traslacional y de rotación.
Por lo tanto, la energía interna total es:
U =(5/2) NRT =(5/2) NKT, donde n es el número total de moléculas.
nota: Esta ecuación supone que el gas es ideal y que no hay grados vibratorios de libertad. A temperaturas más altas, los modos vibratorios pueden volverse activos, lo que lleva a una ecuación diferente para la energía interna.
