Question

21.64. La molécula del amoniaco (NH3) tiene un momento dipolar de 5.0*〖10〗^(-30) c*m Se colocan moléculas del amoniaco en fase gaseosa en un campo eléctrico uniforme E con magnitud de 1.6*106 a) ¿Cuál es el cambio en la energía potencial eléctrica cuando el momento dipolar de una molécula cambia su orientación con respecto a E de paralela a perpendicular? b) ¿A qué temperatura absoluta T la energía cinética traslacional media, 3/2KT , de una molécula es igual al cambio en energía potencial calculado en el inciso a)? (Nota: arriba de esta temperatura, la agitación térmica impide que los dipolos se alineen con el campo eléctrico.)

Answer 1

Respuesta:

Explicación:

A) El cambio de potencial eléctrico entre la posición inicial y final, por lo que la energía inicial viene dada por

Ui= - pEcos(θi) = -pEcos(θi)

= - 1.6 x E 6 x 5.0 E -30  

= - 8 x E-24 J

Dado que el ángulo final entre p y E es cero, entonces el potencial U viene dado por:

Uf=0

Entonces el cambio de potencial viene dado por:

ΔU = Uf - Ui = 8 x E-24 J

B) El cambio de energía cinética es igual al cambio de energía potencial:

ΔU= 3/2 kT → T=  2ΔU/3k → (2)

Donde: k es la constante de Steven-Boltzmann.

Entonces, la sustitución en (2) produce:

T= (2) . 8 E -24 / (3) . 1.38 E -23 = 0.39 K