- Problema 4. Calcular la energía
que posee una molécula de agua cuando a ella llega una onda de 103
Hz. y vibra con una amplitud de 0'01 mm.
Datos: masa molecular del agua: 18'085 gr., nº de Avogadro: 6'023x1023.
Solución:
Calcularemos la energía cinética máxima de la gota, por lo tanto hemos de calcular la masa de la gota de agua y la velocidad. Podríamos calcular también la energía potencial máxima, en los dos casos se obtiene la energía total.
De la expresión general: y(x,t) = A·sen (w·t -k·x).
Velocidad => dy(x,t)/dt = A·w·cos (w·t - k·x) m/s.
Velocidad máxima A·w = 0'01·10-3·2p·103 = 0'02·p m·s-1.
La masa de una molécula de agua es el cociente entre la masa de un mol (masa molecular) y el número de moléculas de un mol (nº de Avogadro)
Masa de una molécula: m = 18'085·10-3/6'023·10-23 = 3'00265·10-26 Kgr./molécula
Expresión general de la energía cinética:
Ec = 1/2·mv2, por lo tanto:
Ec = 0'5·3'00265·10-26·(0'02·p)2 = 5'93·10-29 Julios.
