Énergie translationnelle Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
Énergie translationnelle = ((Momentum le long de l'axe X^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Y^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Z^2)/(2*Masse))
ET = ((px^2)/(2*Massflight path))+((py^2)/(2*Massflight path))+((pz^2)/(2*Massflight path))
Cette formule utilise 5 Variables
Variables utilisées
Énergie translationnelle - (Mesuré en Joule) - L'énergie de translation concerne le déplacement des molécules dans un espace en fonction des mouvements thermiques normaux de la matière.
Momentum le long de l'axe X - (Mesuré en Kilogramme mètre par seconde) - Le moment le long de l'axe X, le moment de translation ou simplement le moment est le produit de la masse et de la vitesse d'un objet. C'est une grandeur vectorielle, possédant une grandeur et une direction.
Masse - (Mesuré en Kilogramme) - La masse est la quantité de matière dans un corps indépendamment de son volume ou de toute force agissant sur lui.
Momentum le long de l'axe Y - (Mesuré en Kilogramme mètre par seconde) - L'impulsion le long de l'axe Y, l'impulsion de translation ou simplement l'impulsion est le produit de la masse et de la vitesse d'un objet. C'est une grandeur vectorielle, possédant une grandeur et une direction.
Momentum le long de l'axe Z - (Mesuré en Kilogramme mètre par seconde) - L'impulsion le long de l'axe Z, l'impulsion de translation ou simplement l'impulsion est le produit de la masse et de la vitesse d'un objet. C'est une grandeur vectorielle, possédant une grandeur et une direction.
ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base
Momentum le long de l'axe X: 105 Kilogramme mètre par seconde --> 105 Kilogramme mètre par seconde Aucune conversion requise
Masse: 35.45 Kilogramme --> 35.45 Kilogramme Aucune conversion requise
Momentum le long de l'axe Y: 110 Kilogramme mètre par seconde --> 110 Kilogramme mètre par seconde Aucune conversion requise
Momentum le long de l'axe Z: 115 Kilogramme mètre par seconde --> 115 Kilogramme mètre par seconde Aucune conversion requise
ÉTAPE 2: Évaluer la formule
Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule
ET = ((px^2)/(2*Massflight path))+((py^2)/(2*Massflight path))+((pz^2)/(2*Massflight path)) --> ((105^2)/(2*35.45))+((110^2)/(2*35.45))+((115^2)/(2*35.45))
Évaluer ... ...
ET = 512.693935119887
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
512.693935119887 Joule --> Aucune conversion requise
RÉPONSE FINALE
512.693935119887 512.6939 Joule <-- Énergie translationnelle
(Calcul effectué en 00.004 secondes)

Crédits

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Créé par Prerana Bakli
Université d'Hawaï à Mānoa (UH Manoa), Hawaï, États-Unis
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Vérifié par Akshada Kulkarni
Institut national des technologies de l'information (NIIT), Neemrana
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24 Principe d'équipartition et capacité thermique Calculatrices

Énergie molaire interne de la molécule non linéaire
​ Aller Énergie interne molaire = ((3/2)*[R]*Température)+((0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe X*(Vitesse angulaire le long de l'axe X^2)))+((3*Atomicité)-6)*([R]*Température)
Énergie thermique moyenne d'une molécule de gaz polyatomique non linéaire
​ Aller L'énérgie thermique = ((3/2)*[BoltZ]*Température)+((0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2)))+((3*Atomicité)-6)*([BoltZ]*Température)
Énergie thermique moyenne de la molécule de gaz polyatomique linéaire
​ Aller L'énérgie thermique = ((3/2)*[BoltZ]*Température)+((0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2)))+((3*Atomicité)-5)*([BoltZ]*Température)
Énergie molaire interne de la molécule linéaire
​ Aller Énergie interne molaire = ((3/2)*[R]*Température)+((0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2)))+((3*Atomicité)-5)*([R]*Température)
Énergie de rotation de la molécule non linéaire
​ Aller Énergie de rotation = (0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2)+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2)+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe X*Vitesse angulaire le long de l'axe X^2)
Énergie translationnelle
​ Aller Énergie translationnelle = ((Momentum le long de l'axe X^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Y^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Z^2)/(2*Masse))
Énergie de rotation de la molécule linéaire
​ Aller Énergie de rotation = (0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2))
Énergie vibratoire modélisée en tant qu'oscillateur harmonique
​ Aller Énergie vibratoire = ((Momentum de l'oscillateur harmonique^2)/(2*Masse))+(0.5*Constante de ressort*(Changement de poste^2))
Énergie thermique moyenne d'une molécule de gaz polyatomique non linéaire compte tenu de l'atomicité
​ Aller Énergie thermique étant donné l'atomicité = ((6*Atomicité)-6)*(0.5*[BoltZ]*Température)
Énergie thermique moyenne d'une molécule de gaz polyatomique linéaire compte tenu de l'atomicité
​ Aller Énergie thermique étant donné l'atomicité = ((6*Atomicité)-5)*(0.5*[BoltZ]*Température)
Capacité thermique spécifique donnée capacité thermique
​ Aller Capacité de chaleur spécifique = Capacité thermique/(Masse*Changement de température)
Capacité thermique
​ Aller Capacité thermique = Masse*Capacité de chaleur spécifique*Changement de température
Énergie cinétique totale
​ Aller Énergie totale = Énergie translationnelle+Énergie de rotation+Énergie vibratoire
Énergie vibrationnelle molaire de la molécule non linéaire
​ Aller Énergie Molaire Vibrationnelle = ((3*Atomicité)-6)*([R]*Température)
Énergie vibrationnelle molaire de la molécule linéaire
​ Aller Énergie Molaire Vibrationnelle = ((3*Atomicité)-5)*([R]*Température)
Énergie molaire interne d'une molécule non linéaire compte tenu de l'atomicité
​ Aller Énergie interne molaire = ((6*Atomicité)-6)*(0.5*[R]*Température)
Énergie molaire interne d'une molécule linéaire compte tenu de l'atomicité
​ Aller Énergie interne molaire = ((6*Atomicité)-5)*(0.5*[R]*Température)
Énergie vibrationnelle de la molécule non linéaire
​ Aller Énergie vibratoire = ((3*Atomicité)-6)*([BoltZ]*Température)
Énergie vibrationnelle de la molécule linéaire
​ Aller Énergie vibratoire = ((3*Atomicité)-5)*([BoltZ]*Température)
Capacité calorifique donnée Capacité calorifique spécifique
​ Aller Capacité thermique = Capacité de chaleur spécifique*Masse
Nombre de modes dans la molécule non linéaire
​ Aller Nombre de modes normaux pour non linéaire = (6*Atomicité)-6
Mode vibrationnel de la molécule non linéaire
​ Aller Nombre de modes normaux = (3*Atomicité)-6
Mode vibrationnel de la molécule linéaire
​ Aller Nombre de modes normaux = (3*Atomicité)-5
Nombre de modes dans la molécule linéaire
​ Aller Nombre de modes = (6*Atomicité)-5

20 Formules importantes sur le principe d'équipartition et la capacité thermique Calculatrices

Énergie molaire interne de la molécule non linéaire
​ Aller Énergie interne molaire = ((3/2)*[R]*Température)+((0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe X*(Vitesse angulaire le long de l'axe X^2)))+((3*Atomicité)-6)*([R]*Température)
Énergie molaire interne de la molécule linéaire
​ Aller Énergie interne molaire = ((3/2)*[R]*Température)+((0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Y*(Vitesse angulaire le long de l'axe Y^2))+(0.5*Moment d'inertie le long de l'axe Z*(Vitesse angulaire le long de l'axe Z^2)))+((3*Atomicité)-5)*([R]*Température)
Atomicité donnée Capacité calorifique molaire à pression constante et volume de molécule linéaire
​ Aller Atomicité = ((2.5*(Capacité thermique spécifique molaire à pression constante/Capacité thermique spécifique molaire à volume constant))-1.5)/((3*(Capacité thermique spécifique molaire à pression constante/Capacité thermique spécifique molaire à volume constant))-3)
Énergie translationnelle
​ Aller Énergie translationnelle = ((Momentum le long de l'axe X^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Y^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Z^2)/(2*Masse))
Capacité calorifique molaire à pression constante compte tenu de la compressibilité
​ Aller Capacité thermique spécifique molaire à pression constante = (Compressibilité isotherme/Compressibilité isentropique)*Capacité thermique spécifique molaire à volume constant
Rapport de la capacité thermique molaire de la molécule linéaire
​ Aller Rapport de la capacité thermique molaire = ((((3*Atomicité)-2.5)*[R])+[R])/(((3*Atomicité)-2.5)*[R])
Énergie thermique moyenne d'une molécule de gaz polyatomique non linéaire compte tenu de l'atomicité
​ Aller Énergie thermique étant donné l'atomicité = ((6*Atomicité)-6)*(0.5*[BoltZ]*Température)
Énergie thermique moyenne d'une molécule de gaz polyatomique linéaire compte tenu de l'atomicité
​ Aller Énergie thermique étant donné l'atomicité = ((6*Atomicité)-5)*(0.5*[BoltZ]*Température)
Atomicité donnée Rapport de la capacité thermique molaire de la molécule linéaire
​ Aller Atomicité = ((2.5*Rapport de la capacité thermique molaire)-1.5)/((3*Rapport de la capacité thermique molaire)-3)
Énergie cinétique totale
​ Aller Énergie totale = Énergie translationnelle+Énergie de rotation+Énergie vibratoire
Énergie vibrationnelle molaire de la molécule non linéaire
​ Aller Énergie Molaire Vibrationnelle = ((3*Atomicité)-6)*([R]*Température)
Énergie vibrationnelle molaire de la molécule linéaire
​ Aller Énergie Molaire Vibrationnelle = ((3*Atomicité)-5)*([R]*Température)
Énergie molaire interne d'une molécule non linéaire compte tenu de l'atomicité
​ Aller Énergie interne molaire = ((6*Atomicité)-6)*(0.5*[R]*Température)
Énergie molaire interne d'une molécule linéaire compte tenu de l'atomicité
​ Aller Énergie interne molaire = ((6*Atomicité)-5)*(0.5*[R]*Température)
Atomicité donnée Énergie vibrationnelle molaire de la molécule non linéaire
​ Aller Atomicité = ((Énergie vibratoire molaire/([R]*Température))+6)/3
Rapport de la capacité calorifique molaire en fonction du degré de liberté
​ Aller Rapport de la capacité thermique molaire = 1+(2/Degré de liberté)
Degré de liberté donné Rapport de la capacité calorifique molaire
​ Aller Degré de liberté = 2/(Rapport de la capacité thermique molaire-1)
Nombre de modes dans la molécule non linéaire
​ Aller Nombre de modes normaux pour non linéaire = (6*Atomicité)-6
Mode vibrationnel de la molécule linéaire
​ Aller Nombre de modes normaux = (3*Atomicité)-5
Atomicité donnée Degré de Liberté Vibrationnel dans la Molécule Non-Linéaire
​ Aller Atomicité = (Degré de liberté+6)/3

Énergie translationnelle Formule

Énergie translationnelle = ((Momentum le long de l'axe X^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Y^2)/(2*Masse))+((Momentum le long de l'axe Z^2)/(2*Masse))
ET = ((px^2)/(2*Massflight path))+((py^2)/(2*Massflight path))+((pz^2)/(2*Massflight path))

Quelle est l'énoncé du théorème d'Equipartition?

Le concept original d'équipartition était que l'énergie cinétique totale d'un système est partagée également entre toutes ses parties indépendantes, en moyenne, une fois que le système a atteint l'équilibre thermique. Equipartition fait également des prédictions quantitatives pour ces énergies. Le point clé est que l'énergie cinétique est quadratique dans la vitesse. Le théorème d'équipartition montre qu'en équilibre thermique, tout degré de liberté (tel qu'une composante de la position ou de la vitesse d'une particule) qui n'apparaît que quadratiquement dans l'énergie a une énergie moyenne de 1⁄2kBT et contribue donc à 1⁄2kB à la capacité thermique du système.

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