Calculadora Energía vibratoria modelada como oscilador armónico

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✖El momento del oscilador armónico está asociado con el momento lineal.ⓘ Momento del oscilador armónico [p]			+10% -10%
✖La masa es la cantidad de materia de un cuerpo, independientemente de su volumen o de las fuerzas que actúen sobre él.ⓘ Masa [Mass_{flight path}]			+10% -10%
✖La constante del resorte es el desplazamiento del resorte desde su posición de equilibrio.ⓘ Constante de resorte [K_spring]			+10% -10%
✖El cambio de posición se conoce como desplazamiento. La palabra desplazamiento implica que un objeto se ha movido o ha sido desplazado.ⓘ Cambio de posición [Δx]			+10% -10%

✖La energía vibratoria es la energía total de los respectivos niveles de rotación-vibración de una molécula diatómica.ⓘ Energía vibratoria modelada como oscilador armónico [E_vf]

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Fórmula

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Energía vibratoria modelada como oscilador armónico

Fórmula

`"E"_{"vf"} = (("p"^2)/(2*"Mass"_{"flight path"}))+(0.5*"K"_{"spring"}*("Δx"^2))`

Ejemplo

`"5738.91J"=((("10kg*m/s")^2)/(2*"35.45kg"))+(0.5*"51N/m"*(("15m")^2))`

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Energía vibratoria modelada como oscilador armónico Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Energía vibratoria = ((Momento del oscilador armónico^2)/(2*Masa))+(0.5*Constante de resorte*(Cambio de posición^2))
E_vf = ((p^2)/(2*Mass_{flight path}))+(0.5*K_spring*(Δx^2))
Esta fórmula usa 5 Variables

Variables utilizadas

Energía vibratoria - (Medido en Joule) - La energía vibratoria es la energía total de los respectivos niveles de rotación-vibración de una molécula diatómica.
Momento del oscilador armónico - (Medido en Kilogramo metro por segundo) - El momento del oscilador armónico está asociado con el momento lineal.
Masa - (Medido en Kilogramo) - La masa es la cantidad de materia de un cuerpo, independientemente de su volumen o de las fuerzas que actúen sobre él.
Constante de resorte - (Medido en Newton por metro) - La constante del resorte es el desplazamiento del resorte desde su posición de equilibrio.
Cambio de posición - (Medido en Metro) - El cambio de posición se conoce como desplazamiento. La palabra desplazamiento implica que un objeto se ha movido o ha sido desplazado.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Momento del oscilador armónico: 10 Kilogramo metro por segundo --> 10 Kilogramo metro por segundo No se requiere conversión
Masa: 35.45 Kilogramo --> 35.45 Kilogramo No se requiere conversión
Constante de resorte: 51 Newton por metro --> 51 Newton por metro No se requiere conversión
Cambio de posición: 15 Metro --> 15 Metro No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

E_vf = ((p^2)/(2*Mass_{flight path}))+(0.5*K_spring*(Δx^2)) --> ((10^2)/(2*35.45))+(0.5*51*(15^2))

Evaluar ... ...

E_vf = 5738.91043723554

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

5738.91043723554 Joule --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

5738.91043723554 ≈ 5738.91 Joule <-- Energía vibratoria

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Prerana Bakli

Universidad de Hawái en Mānoa (UH Manoa), Hawái, Estados Unidos

¡Prerana Bakli ha creado esta calculadora y 800+ más calculadoras!

Verificada por Akshada Kulkarni

Instituto Nacional de Tecnología de la Información (NIIT), Neemrana

¡Akshada Kulkarni ha verificado esta calculadora y 900+ más calculadoras!

< 24 Principio de equipartición y capacidad calorífica Calculadoras

Energía molar interna de una molécula no lineal

Vamos Energía interna molar = ((3/2)*[R]*Temperatura)+((0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Y*(Velocidad angular a lo largo del eje Y^2))+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Z*(Velocidad angular a lo largo del eje Z^2))+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje X*(Velocidad angular a lo largo del eje X^2)))+((3*Atomicidad)-6)*([R]*Temperatura)

Energía térmica promedio de la molécula de gas poliatómico no lineal

Vamos Energía térmica = ((3/2)*[BoltZ]*Temperatura)+((0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Y*(Velocidad angular a lo largo del eje Y^2))+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Z*(Velocidad angular a lo largo del eje Z^2)))+((3*Atomicidad)-6)*([BoltZ]*Temperatura)

Energía térmica promedio de la molécula de gas poliatómico lineal

Energía Molar Interna de Molécula Lineal

Energía rotacional de una molécula no lineal

Vamos Energía rotacional = (0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Y*Velocidad angular a lo largo del eje Y^2)+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Z*Velocidad angular a lo largo del eje Z^2)+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje X*Velocidad angular a lo largo del eje X^2)

Energía traslacional

Vamos Energía traslacional = ((Momento a lo largo del eje X^2)/(2*Masa))+((Momento a lo largo del eje Y^2)/(2*Masa))+((Momento a lo largo del eje Z^2)/(2*Masa))

Energía rotacional de molécula lineal

Vamos Energía rotacional = (0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Y*(Velocidad angular a lo largo del eje Y^2))+(0.5*Momento de inercia a lo largo del eje Z*(Velocidad angular a lo largo del eje Z^2))

Energía vibratoria modelada como oscilador armónico

Vamos Energía vibratoria = ((Momento del oscilador armónico^2)/(2*Masa))+(0.5*Constante de resorte*(Cambio de posición^2))

Energía térmica promedio de la molécula de gas poliatómica no lineal dada la atomicidad

Vamos Energía térmica dada la atomicidad = ((6*Atomicidad)-6)*(0.5*[BoltZ]*Temperatura)

Energía térmica promedio de la molécula de gas poliatómico lineal dada la atomicidad

Vamos Energía térmica dada la atomicidad = ((6*Atomicidad)-5)*(0.5*[BoltZ]*Temperatura)

Capacidad calorífica específica dada la capacidad calorífica

Vamos Capacidad específica de calor = Capacidad calorífica/(Masa*Cambio de temperatura)

Capacidad calorífica

Vamos Capacidad calorífica = Masa*Capacidad específica de calor*Cambio de temperatura

Energía cinética total

Vamos Energía total = Energía traslacional+Energía rotacional+Energía vibratoria

Energía molar interna de una molécula no lineal dada la atomicidad

Vamos Energía interna molar = ((6*Atomicidad)-6)*(0.5*[R]*Temperatura)

Energía molar interna de la molécula lineal dada la atomicidad

Vamos Energía interna molar = ((6*Atomicidad)-5)*(0.5*[R]*Temperatura)

Energía vibratoria molar de una molécula no lineal

Vamos Energía molar vibratoria = ((3*Atomicidad)-6)*([R]*Temperatura)

Energía vibratoria molar de molécula lineal

Vamos Energía molar vibratoria = ((3*Atomicidad)-5)*([R]*Temperatura)

Energía vibratoria de una molécula no lineal

Vamos Energía vibratoria = ((3*Atomicidad)-6)*([BoltZ]*Temperatura)

Energía vibratoria de molécula lineal

Vamos Energía vibratoria = ((3*Atomicidad)-5)*([BoltZ]*Temperatura)

Capacidad calorífica dada la capacidad calorífica específica

Vamos Capacidad calorífica = Capacidad específica de calor*Masa

Número de modos en moléculas no lineales

Vamos Número de modos normales para no lineal = (6*Atomicidad)-6

Modo vibratorio de molécula no lineal

Vamos Número de modos normales = (3*Atomicidad)-6

Modo vibratorio de molécula lineal

Vamos Número de modos normales = (3*Atomicidad)-5

Número de modos en la molécula lineal

Vamos Número de modos = (6*Atomicidad)-5

Energía vibratoria modelada como oscilador armónico Fórmula

Energía vibratoria = ((Momento del oscilador armónico^2)/(2*Masa))+(0.5*Constante de resorte*(Cambio de posición^2))
E_vf = ((p^2)/(2*Mass_{flight path}))+(0.5*K_spring*(Δx^2))

¿Cuál es el enunciado del teorema de equipartición?

El concepto original de equipartición era que la energía cinética total de un sistema se comparte por igual entre todas sus partes independientes, en promedio, una vez que el sistema ha alcanzado el equilibrio térmico. La equipartición también hace predicciones cuantitativas para estas energías. El punto clave es que la energía cinética es cuadrática en la velocidad. El teorema de equipartición muestra que en equilibrio térmico, cualquier grado de libertad (como un componente de la posición o velocidad de una partícula) que aparece solo cuadráticamente en la energía tiene una energía promedio de 1⁄2kBT y por lo tanto contribuye 1⁄2kB a la capacidad calorífica del sistema.

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