Per l'elio la massa molare è:
MM = 4 grammi/mol = 4 * 10^-3 kg/mol;
velocità quadratica media = 1350 m/s;
Per la legge di Boltzmann, (1/2 m (v qm)^2 = 3/2 (R/No) * T; si ricava:
(v qm) = radicequadrata(3RT / MM); (la dimostrazione è in fondo)
3RT /MM = (v qm)^2 ;
T = (v qm)^2 * MM /(3R);
T = 1350^2 * 4 * 10^-3 /(3 * 8,314);
T = 292 K;
n = 0,80 mol; (numero di moli di gas;
Massa = n * MM = 0,80 * 4 * 10^-3 = 3,2 * 10^-3 kg = 3,2 grammi;
T costante, aumentano le moli:
n1 = 0,80 + 0,50 = 1,3 mol;
L’energia interna per un gas monoatomico è dovuta all'energia cinetica totale delle particelle;
U = 1/2 (Mtotale) (v qm)^2 ; (1)
3RT /MM = (v qm)^2; sostituendo nella (1)
U = 1/2 (M totale) * 3 R T /MM;
M totale / MM = n
U diventa:
U = 3/2 R n T
dove 3/2 R è il calore specifico del gas a volume costante; n è il numero di moli, T è la temperatura assoluta in Kelvin.
DeltaU = (3/2 R n1 T) - (3/2 R no T) = 3/2 R T (n1 - no);
DeltaU = 3/2 * 8,314 * 292 * (1,3 - 0,80) = 1821 J;
DeltaU = 1,8 * 10^3 J = 1,8 kJ.
@adriana_russo ciao
Legge di Boltzmann:
1/2 m (v qm) 2 =3/2 (R/No) ·T ;
R costante dei gas = 8,31 J /molK,
No = numero di Avogadro = 6,022 * 10^23 particelle/mol ,
m massa di una singola particella,
v qm velocità quadratica media.
R/No = K = 1,38 * 10^-23 Joule/Kelvin è la costante di Boltzmann.
La legge di Boltzmann è quindi:
1/2 m (v qm) 2 =3/2 K T ;
essa dice che l’energia cinetica di un gas perfetto è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta T;
per cui possiamo dire che T rappresenta la misura dello stato di agitazione delle molecole del gas.
Dalla legge si ricava Vm di una particella.
v qm = √ (3RT)/(No·m);
ponendo No·m = MM (massa di una Mole), diventa
v qm = √[(3RT)/MM]