^^Energia interna gas perfetto U =
N(3/2)kT = n(3/2)RT.
Energia interna di un gas perfetto:
- Gas monoatomico: e' solo energia cinetica: poiche' non c'e' interazione tra i
corpuscoli, che incameri e rilasci energia.
- U=NU1 l'en cinetica totale e' la somma dell'en cinetica
delle singole particelle
- Gas poliatomico
- U=NU1 l'en totale e' la somma dell'en delle
singole particelle
In ogni caso U=NU1
Gas monoatomico
l'en cinetica e' solo en cinetica di traslazione
degli atomi, e' trascurabile la rotazione dell'atomo
- K=(3/2)kT En
cinetica media di traslazione di una particella nel moto termico
- U=NU1 = N(3/2)kT
Gas bi-atomico
es: N2 azoto biatomica.
Modello: 2 punti materiali legati.
Per calcolare l'energia interna bisogna rifarsi al Principio di equipartizione
dell'energia, valutando quanti sono i gradi di liberta' dell'energia.
L'energia totale della molecola e' la somma di 3 componenti:
- en cinetica traslazione: 3 gradi di liberta'
- en cinetica di rotazione: 2 gradi di liberta'
- en vibrazione = en cinetica + en potenziale = 2 gradi di liberta'
Probabilita' per la molecola di essere nello stato di energia E.
L'energia e' quantizzata
- di rotazione e' quantizzata, in quanto legatal al momento angolare, che
e' quantizzata
- vibrazionale e' quantizzata, in quanto stati legati
Effetto totale
T bassa |
|
solo en traslaz |
|
cV= 3/2R |
T media |
|
anche en rotaz |
|
cV= 5/2R |
T alta |
|
anche en vibrazione |
|
cV= 7/2R |
In particolare il calore specifico del gas biatomico varia al variare della
T.
Links
- Moto termico.
- Traslare; energia cinetica del moto traslatorio.
- Moto corpo rigido;
energia cinetica del moto di corpo rigido EC= ECTrasl + ECRot = ½mvG2 + ½IGω2.
- Costanti fisiche.
Approfondimento
Come memorizzare la formula
U = (3/2)NkT forma matematica: prima il coefficiente numerico
U = N(3/2)kT ricorda l'origine nella dimostrazione, inoltresi
ripassa che l'en cinetica della singola particella e' (3/2)kT
Talk
P(E) = exp(-E/(kT))