u =(5/2) nrt

waar:

* n is het aantal mol van het gas

* r is de ideale gasconstante (8.314 j/mol · k)

* t is de absolute temperatuur in Kelvin

Verklaring:

* Diatomic gas: Een gas dat bestaat uit moleculen met twee atomen (bijv. Stikstof (N2), zuurstof (O2)).

* vrijheidsgraden: Diatomeeëngassen hebben vijf vrijheidsgraden:drie translationele graden (beweging in X-, Y- en Z -richtingen) en twee rotatiegraden (rotatie ongeveer twee assen loodrecht op de bindingas).

* Equipartition Stelling: Deze stelling stelt dat elke vrijheidsgraad bijdraagt ​​(1/2) KT energie per molecuul, waarbij K de constante van Boltzmann is (1.38 × 10^-23 J/K).

* Interne energie: De interne energie van een gas is de som van de kinetische en potentiële energieën van zijn moleculen. Voor diatomeisgassen is de potentiële energie te verwaarlozen en is de kinetische energie voornamelijk te wijten aan translationele en rotatiebeweging.

Daarom is de totale interne energie:

U =(5/2) nrt =(5/2) NKT, waarbij n het totale aantal moleculen is.

Opmerking: Deze vergelijking veronderstelt dat het gas ideaal is en dat er geen vibratie -vrijheidsgraden zijn. Bij hogere temperaturen kunnen vibratiemodi actief worden, wat leidt tot een andere vergelijking voor de interne energie.