La nature moléculaire de l’énergie interne

Les molécules présentent divers degrés de liberté, notamment translationnels, rotationnels et vibrationnels, qui influencent leur énergie interne totale.

L’énergie électronique, les forces intermoléculaires et l’énergie de masse au repos des électrons et des noyaux influencent également l’énergie molaire interne des molécules.

Pour les gaz monoatomiques se déplaçant en trois dimensions à une température T, le théorème d’équipartition calcule l’énergie cinétique translationnelle comme 3/2 kT. En la multipliant par le nombre d’Avogadro, on obtient l’énergie translationnelle molaire de 3/2R T.

Pour les gaz polyatomiques, l’énergie molaire de rotation contribue à 1/2R T supplémentaire par mode de rotation à partir de trois modes dans les molécules non linéaires et deux dans les molécules linéaires.

L’énergie vibratoire molaire est un composant plus complexe qui varie en fonction de la température et du type de molécule.

Dans les gaz idéaux, où les forces intermoléculaires sont négligeables, les énergies électroniques molaires et de masse au repos restent constantes.

Pour les gaz monoatomiques idéaux, l’énergie interne molaire dépend uniquement de l’énergie translationnelle molaire, établissa