10. Calores Específicos y Principio de Equipartición

Veamos una experiencia con gases diatómicos a los que suministramos distinta energía de traslación y de rotación dejando que interactuen libremente estudiamos cómo evoluciona la distrución de la energía entre estas posibilidades de absorber energía que tienen los sistemas diatómicos.

Presionando     obtenemos una simulación (*) que nos permite observar el comportamiento de un gas formado por particulas diatomicas.

Estas particulas poseen energia cinetica de traslacion y de rotacion, al ser una representacion plana las moleculas tienen dos terminos para absorber energia asociados a la traslacion y solo uno asociado a la rotacion. En la situacion real de tres dimensiones el gas diatomico posee tres componentes de velocidad y dos ejes de giro por lo que posee cinco grados de libertad para absorber la energia que que le suministramos por lo que su capacidad calorifica molecular a volumen constante es K 5/2.

La simulacion nos muestra diez particulas diatomicas en un plano, cuya energia inicial es de unas 9 000 unidades distribuidas de forma que inicialmente tienen mucha mas energia asociada a la rotacion que a la traslacion.

Teorema de Equiparticion de la Energia:

Si las moleculas estan en equilibrio térmico con sus vecinas absorberan, en promedio, cantidades iguales de energía en cada una de las formas que posean para absorber energía.
PREGUNTA:
A la vista de los resultados obtenidos en la anterior experiencia y suponiendo que el gas pudiese moverse en tres dimensiones, seleccione una de las siguientes opciones: 

1.  Un gas diatómico absorbe más energía asociada a su rotación que a su traslación.
2.  La energía asociada a cada grado de libertad no depende de la temperatura.
3.  La energía se distribuye en promedio por igual entre todos los grados de libertad del sistema.

(*) Simulación desarrollada por Ernesto Martín.


Retorno.