Ποια είναι η εσωτερική ενέργεια των 4,00 mol διατομικών αέριο αζώτου N2 στα 455Κ;

Δείτε πώς μπορείτε να υπολογίσετε την εσωτερική ενέργεια των 4,00 mol διατομικού αέριο αζώτου (N₂) στα 455 Κ:

Κατανόηση της εσωτερικής ενέργειας

* Εσωτερική ενέργεια (u) είναι η συνολική ενέργεια που κατέχει ένα σύστημα λόγω της κίνησης και των αλληλεπιδράσεων των μορίων του. Για ένα ιδανικό αέριο, αυτό αποτελείται κυρίως από κινητική ενέργεια λόγω μεταφραστικής κίνησης.

* Για διατομικά αέρια όπως n₂ , πρέπει επίσης να εξετάσουμε τις συνεισφορές περιστροφής και δονητικής ενέργειας, αλλά σε μέτριες θερμοκρασίες, κυριαρχεί η μεταφραστική ενέργεια.

Formula

Η εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού αερίου δίνεται από:

U =(f/2) * n * r * t

Οπου:

* u είναι η εσωτερική ενέργεια (στα joules)

* f είναι οι βαθμοί ελευθερίας (για ένα διατομικό αέριο, F =5, λαμβάνοντας υπόψη 3 μεταφραστικά και 2 περιστροφικά)

* n είναι ο αριθμός των moles (4,00 mol)

* r είναι η ιδανική σταθερά αερίου (8.314 j/mol · k)

* t είναι η θερμοκρασία στο Kelvin (455 K)

Υπολογισμός

1. Συνδέστε τις τιμές:

U =(5/2) * 4.00 mol * 8.314 j/mol · k * 455 k

2. Υπολογίστε:

U ≈ 37800 j

Επομένως, η εσωτερική ενέργεια των 4,00 mol διατομικού αέριο αζώτου στα 455 Κ είναι περίπου 37.800 joules.