Calcul de l'énergie cinétique dans un gaz parfait
Molécules ont très peu de masse, mais contiennent beaucoup de gaz, de nombreuses molécules, et parce qu'ils ont tous l'énergie cinétique, l'énergie cinétique totale peuvent accumuler assez rapide. Utilisation de la physique, pouvez-vous trouver combien d'énergie cinétique totale il ya une certaine quantité de gaz? Oui! Chaque molécule possède cette énergie cinétique moyenne:
Pour comprendre l'énergie cinétique totale, vous multipliez l'énergie cinétique moyenne par le nombre de molécules que vous avez, qui est nNUN, où n est le nombre de moles:
NUNk égal à égal R, la constante universelle des gaz, de sorte que cette équation devient la suivante:
Si vous avez 6,0 moles de gaz idéal à 27 degrés Celsius, voici combien d'énergie interne est enveloppé dans le mouvement thermique (assurez-vous de convertir la température en kelvins):
Il convertit à environ 5 kilocalories, ou Calories (le type d'unité de l'énergie, vous trouverez sur les emballages de nourriture).
Supposons que vous testez votre nouveau dirigeable de l'hélium. Comme il plane dans le ciel, vous vous arrêtez pour demander, comme tout physicien pourrait, combien d'énergie interne, il est dans le gaz d'hélium que le dirigeable détient. Le dirigeable détient 5.400 mètres cubes d'hélium à une température de 283 Kelvin. La pression de l'hélium est légèrement supérieure à la pression atmosphérique,
Alors, quelle est l'énergie interne totale de l'hélium?
La formule totale d'énergie cinétique vous dit que KEtotal = (3/2)nRT. Tu sais T, mais ce qui est n, le nombre de moles? Vous pouvez trouver le nombre de moles de l'hélium, avec l'équation des gaz parfaits:
PV = nRT
Résolution pour n vous donne ce qui suit:
Branchez les numéros et à résoudre pour trouver le nombre de moles:
Donc, vous avez
Maintenant, vous êtes prêt à utiliser l'équation de l'énergie cinétique totale:
Mettre les nombres dans cette équation et faire le calcul vous donne
Ainsi, l'énergie interne de l'hélium est
Voilà à peu près la même énergie stockée dans 94.000 piles alcalines.
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