Energía cinética promedio del gas
Además de la presión, una de las magnitudes que indica las propiedades macroscópicas de un gas es la temperatura (T). La ecuación de presión de un gas que se ha derivado en el tema de la Teoría Cinética de los Gases se escribe de nuevo:
La ecuación de la Ley de los Gases Ideales que se ha derivado en el tema de la Ley de los Gases Ideales se escribe de nuevo:
PV = NkT → Ecuación b
Consideremos las ecuaciones a y b. Los miembros izquierdos son iguales, mientras que los miembros derechos son casi iguales. Dado que los miembros izquierdos son iguales, las dos ecuaciones se pueden combinar:
Si multiplicamos ambos lados por 3/2, esta ecuación cambiará su forma a:
La temperatura es directamente proporcional a la energía cinética de traslación promedio de las moléculas de gas. A mayor temperatura, mayor energía cinética de traslación promedio; por el contrario, a menor temperatura, menor energía cinética de traslación promedio. Podemos concluir que la temperatura es una medida de la energía cinética de traslación promedio de las moléculas.
La ecuación de temperatura absoluta frente a energía cinética traslacional 2 se puede escribir de una forma diferente:
En primer lugar, la energía cinética de traslación es la energía cinética que posee un objeto o molécula durante un movimiento de traslación. Este movimiento puede ser lineal, oblicuo o parabólico. Su contraparte es la energía cinética de rotación. La energía cinética de rotación es la energía cinética que posee un objeto o molécula durante un movimiento de rotación.
En segundo lugar, la energía cinética de traslación promedio en la ecuación anterior solo se aplica a gases monoatómicos. Ejemplos de gases monoatómicos son He (helio), Ar (argón), etc. Además de los gases monoatómicos, también existen gases diatómicos. Ejemplos de gases diatómicos son O₂ ( oxígeno), N₂ ( nitrógeno), CO (monóxido de carbono), etc. También existen gases poliatómicos. Por ejemplo, CO₂ ( dióxido de carbono), etc. Los gases monoatómicos constan de un solo átomo, los gases diatómicos constan de dos átomos y los gases poliatómicos constan de muchos átomos.
En tercer lugar , la temperatura absoluta debe expresarse en la escala Kelvin (K). Si la temperatura aún está en la escala Celsius ( ° C), primero conviértala a la escala Kelvin (K).
En cuarto lugar, las ecuaciones 1 y 2 anteriores no solo se aplican a sustancias gaseosas, sino también a líquidos y sustancias gaseosas.
Ejemplo de problemas:
¿Cuál es la energía cinética de traslación promedio de las moléculas en un gas a 40 ° C?
Discusión
