Problema de Teoría Cinética de los Gases

Se tienen 56 g de nitrógeno (peso molecular 28 g/mol) que están a una temperatura de 27 oC. Se pide calcular: a) la energía cinética total de sus moléculas (R=0.082 atml/Kmol=8.31 J/molK); b) si esa energía cinética se convirtiera totalmente en trabajo en 30 s, ¿cuántos caballos de vapor desarrollarían? c) Suponiendo que la masa de nitrógeno ocupa un volumen de 10 l a la citada temperatura, ¿qué presión ejercerá?
1 C.V.=746 W

a) Ec=12465 J
b) P=0.557 C.V.
c) P=4.92 atm

a) La temperatura es:

T=20ºC=300 K

Como es un gas biatómico tendremos 5 grados de libertad. El teorema de equipartición de la energía establece que cuando una sustancia está en equilibrio existe una energía media de por mol asociada con cada grado de libertad. La energía total de las moléculas será entonces:

EC=12465 J

 

b) La potencia será el trabajo por unidad de tiempo luego:

P=0.557 C. V.

 

c) Ahora aplicando la ecuación de los gases perfectos:

P=4.92 atm