^^Energia interna gas perfetto U = N(3/2)kT = n(3/2)RT.

Energia interna di un gas perfetto:

  1. Gas monoatomico: e' solo energia cinetica: poiche' non c'e' interazione tra i corpuscoli, che incameri e rilasci energia.
  2. Gas poliatomico

In ogni caso U=NU1 

Gas monoatomico

l'en cinetica e' solo en cinetica di traslazione degli atomi, e' trascurabile la rotazione dell'atomo

  1. K=(3/2)kT En cinetica media di traslazione di una particella nel moto termico
  2. 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:

  1. en cinetica traslazione: 3 gradi di liberta'
  2. en cinetica di rotazione: 2 gradi di liberta'
  3. en vibrazione = en cinetica + en potenziale = 2 gradi di liberta'

Probabilita' per la molecola di essere nello stato di energia E.

  E  
P(E) = exp(-
))
  kT  

L'energia e' quantizzata

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

  1. Moto termico.
  2. Traslare; energia cinetica del moto traslatorio.
  3. Moto corpo rigido; energia cinetica del moto di corpo rigido EC= ECTrasl + ECRot = ½mvG2 + ½IGω2.
  4. 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))