u =(5/2) nrt
où:
* n est le nombre de moles de gaz
* r est la constante de gaz idéale (8.314 J / mol · k)
* t est la température absolue à Kelvin
Explication:
* gaz diatomique: Un gaz composé de molécules avec deux atomes (par exemple, azote (N2), oxygène (O2)).
* degrés de liberté: Les gaz diatomiques ont cinq degrés de liberté:trois degrés de translation (mouvement dans les directions x, y et z) et deux degrés de rotation (rotation environ deux axes perpendiculaires à l'axe de la liaison).
* Théorème d'équipement: Ce théorème indique que chaque degré de liberté contribue (1/2) KT d'énergie par molécule, où K est constant de Boltzmann (1,38 × 10 ^ -23 J / K).
* Énergie interne: L'énergie interne d'un gaz est la somme des énergies cinétiques et potentielles de ses molécules. Pour les gaz diatomiques, l'énergie potentielle est négligeable et l'énergie cinétique est principalement due au mouvement de translation et de rotation.
Par conséquent, l'énergie interne totale est:
U =(5/2) NRT =(5/2) NKT, où n est le nombre total de molécules.
Remarque: Cette équation suppose que le gaz est idéal et qu'il n'y a pas de degrés de liberté vibrationnels. À des températures plus élevées, les modes de vibration peuvent devenir actifs, conduisant à une équation différente de l'énergie interne.
