Saltar al contenido

Principio de equiparticion de la energia

Ley de distribución de Boltzmann

El teorema de equipartición, también conocido como ley de equipartición, equipartición de la energía o simplemente equipartición, establece que cada grado de libertad que aparece sólo cuadráticamente en la energía total tiene una energía media de \(½k_BT\) en equilibrio térmico y contribuye \(½k_B\) a la capacidad calorífica del sistema. Aquí, \(k_B\) es la constante de Boltzmann, y T es la temperatura en Kelvin. La ley de equipartición de la energía establece que cada término cuadrático en la expresión clásica de la energía contribuye ½kBT a la energía media. Por ejemplo, el movimiento de un átomo tiene tres grados de libertad (número de formas de absorber energía), correspondientes a las componentes x, y y z de su momento. Como estos momentos aparecen cuadráticamente en la energía cinética, cada átomo tiene una energía cinética media de \(3/2k_BT\) en equilibrio térmico. El número de grados de libertad de una molécula de gas poliatómica es \(3N\) donde \(N\) es el número de átomos de la molécula. Esto es igual al número de coordenadas del sistema; por ejemplo, para dos átomos tendríamos x, y, z para cada átomo.

Teorema de equiparación

La ley de equiparación de la energía establece que la energía total de un sistema dinámico en equilibrio térmico se reparte por igual entre todos los grados de libertad. Cada grado de libertad por molécula tiene una energía asociada de 1/2kT, donde k es la constante de Boltzmann. Por ejemplo, cada molécula de una molécula monatómica tiene tres grados de libertad. La energía cinética media de una molécula, según la teoría cinética de los gases, es 3/2kT.

El teorema de equipartición relaciona la temperatura de un sistema con sus energías medias. El concepto original de equipartición era que, en equilibrio térmico, la energía se distribuye por igual entre todas sus formas; por ejemplo, la energía cinética media por grado de libertad en el movimiento de traslación de una molécula debería ser igual a la de sus movimientos de rotación.

  Me siento con mucha energia

Para cualquier sistema dinámico en equilibrio térmico, la ley de equipartición de la energía se define como la distribución equitativa de la energía entre los grados de libertad. La equipartición de la energía es una ley de la mecánica estadística que establece que en un sistema en equilibrio térmico, una cantidad igual de energía estará asociada a cada grado de libertad en promedio. (Una partícula que se mueve por el espacio tiene tres grados de libertad porque su posición requiere tres coordenadas). Esta ley, basada en los trabajos del físico escocés James Clerk Maxwell y del físico alemán Ludwig Boltzmann, establece concretamente que un sistema de partículas en equilibrio a la temperatura absoluta T tendrá una energía media de 1/2 k T asociada a cada grado de libertad, siendo k la constante de Boltzmann. Además, cualquier grado de libertad que aporte energía potencial estará asociado a otro 1/2 k T.

Ley de distribución de Maxwell-boltzmann

Este artículo necesita citas adicionales para su verificación. Por favor, ayude a mejorar este artículo añadiendo citas de fuentes fiables. El material sin fuente puede ser cuestionado y eliminado.Buscar fuentes:  “Teorema de equipartición” – noticias – periódicos – libros – scholar – JSTOR (abril de 2015) (Aprende cómo y cuándo eliminar este mensaje de la plantilla)

Movimiento térmico de un péptido α-helicoidal. El movimiento de la célula es aleatorio y complejo, y la energía de cualquier átomo en particular puede fluctuar salvajemente. No obstante, el teorema de equipartición permite calcular la energía cinética media de cada átomo, así como las energías potenciales medias de muchos modos vibracionales. Las esferas grises, rojas y azules representan átomos de carbono, oxígeno y nitrógeno, respectivamente; las esferas blancas más pequeñas representan átomos de hidrógeno.

  Que tipo de energia utiliza el autobus

En la mecánica estadística clásica, el teorema de equipartición relaciona la temperatura de un sistema con sus energías medias. El teorema de equipartición también se conoce como ley de equipartición, equipartición de energía o simplemente equipartición. La idea original de la equipartición era que, en el equilibrio térmico, la energía se reparte por igual entre todas sus formas; por ejemplo, la energía cinética media por grado de libertad en el movimiento de traslación de una molécula debería ser igual a la del movimiento de rotación.

Principio de equiparación

El teorema de equipartición de la energía establece que las moléculas en equilibrio térmico tienen la misma energía media asociada a cada grado de libertad independiente de su movimiento y que la energía es El resultado de equipartición sirve bien para definir la temperatura cinética, ya que ésta sólo implica los grados de libertad traslacionales, pero no sirve para predecir los calores específicos de los gases poliatómicos, ya que el aumento de la energía interna asociado al calentamiento de dichos gases añade energía a los grados de libertad rotacionales y quizás vibracionales. Cada modo vibracional obtendrá kT/2 para la energía cinética y kT/2 para la energía potencial – la igualdad de la energía cinética y potencial se aborda en el teorema del virial. La equiparación de la energía también tiene implicaciones para la radiación electromagnética cuando está en equilibrio con la materia, cada modo de radiación tiene kT de energía en la ley de Rayleigh-Jeans.

  Que quiere decir que la energia se conserva

La energía cinética media de traslación que poseen las partículas libres, dada por la equipartición de la energía, se denomina a veces energía térmica por partícula. Es útil para juzgar si la energía interna que posee un sistema de partículas será suficiente para provocar otros fenómenos. También es útil para comparar otros tipos de energía que posee una partícula con la que posee simplemente como resultado de su temperatura.

Esta web utiliza cookies propias para su correcto funcionamiento. Al hacer clic en el botón Aceptar, acepta el uso de estas tecnologías y el procesamiento de tus datos para estos propósitos. Más información
Privacidad