Calculando a energia cinética em um gás ideal
Video: Exercício Resolvido: Energia Cinética Vídeo Aula de Física 06
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Moléculas têm muito pouca massa, mas gases contêm muitas, muitas moléculas, e porque todos eles têm energia cinética, a energia cinética total pode acumular muito rápido. Usando física, você pode encontrar quanta energia cinética total existe em uma determinada quantidade de gás? Sim! Cada molécula tem uma energia cinética média:
Para calcular a energia cinética total, você multiplica a energia cinética média pelo número de moléculas que você tem, que é nNUMA, Onde n é o número de moles:
NUMAk é igual a R, a constante universal dos gases, então esta equação torna-se o seguinte:
Se você tiver 6.0 moles de gás ideal, a 27 graus Celsius, aqui é o quanto de energia interna é embrulhado em movimento térmico (certifique-se de converter a temperatura Kelvin):
Isso converte a cerca de 5 quilocalorias, ou calorias (O tipo de unidade de energia que você encontrar em embalagens de comida).
Suponha que você está testando seu novo dirigível de hélio. Como ele sobe para o céu, você parar para pensar, como qualquer físico poderia, apenas a quantidade de energia interna que existe no gás hélio que o dirigível detém. O dirigível detém 5.400 metros cúbicos de hélio a uma temperatura de 283 Kelvin. A pressão do hélio é ligeiramente superior à pressão atmosférica,
Então, qual é a energia interna total do hélio?
A fórmula Total de energia cinética diz que KEtotal = (3/2)nRT. Você sabe T, mas o que é N, o número de moles? Você pode encontrar o número de moles de hélio com a equação do gás ideal:
PV = nRT
resolvendo para n dá-lhe o seguinte:
Video: ENERGIA INTERNA DE UN GAS IDEAL-TERMODINAMICA
Ligue os números e resolver para encontrar o número de moles:
Então você tem
Agora você está pronto para usar a equação para a energia cinética total:
Colocando os números nesta equação e fazer a matemática dá-lhe
Assim, a energia interna do hélio é
Isso é aproximadamente a mesma energia armazenada em 94.000 pilhas alcalinas.