A energia interna (u) de um gás diatômico pode ser calculada usando a seguinte equação:

u =(5/2) nrt

onde:

* n é o número de moles do gás
* r é a constante de gás ideal (8,314 j/mol · k)
* t é a temperatura absoluta em Kelvin

Explicação:

* gás diatômico: Um gás composto por moléculas com dois átomos (por exemplo, nitrogênio (N2), oxigênio (O2)).
* graus de liberdade: Os gases diatômicos têm cinco graus de liberdade:três graus de tradução (movimento nas direções x, y e z) e dois graus rotacionais (rotação cerca de dois eixos perpendiculares ao eixo da ligação).
* Teorema da Equipartição: Este teorema afirma que cada grau de liberdade contribui com (1/2) kt de energia por molécula, onde K é constante de Boltzmann (1,38 × 10^-23 J/k).
* Energia interna: A energia interna de um gás é a soma das energias cinéticas e potenciais de suas moléculas. Para gases diatômicos, a energia potencial é insignificante e a energia cinética é principalmente devida ao movimento translacional e rotacional.

Portanto, a energia interna total é:

U =(5/2) nrt =(5/2) nkt, onde n é o número total de moléculas.

Nota: Essa equação assume que o gás é ideal e que não há graus de liberdade vibracionais. Em temperaturas mais altas, os modos vibracionais podem se tornar ativos, levando a uma equação diferente para a energia interna.