Energía cinética media de gas
Sepa cuánta energía de movimiento lleva en promedio una molécula de gas: a 300 K son 6,2129205 × 10⁻²¹ J, tres medios de la constante de Boltzmann por la temperatura en kelvin. Puede usar el valor exacto de la constante o el redondeado de su libro. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Creatividad
- 300
- K b
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- Energía cinética media
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- Unidad de energía
- J
La teoría cinética de los gases vincula la temperatura al movimiento molecular: para un gas ideal, la energía cinética traslacional media de una molécula es tres medios de la constante de Boltzmann por la temperatura absoluta. Estudiantes, ayudantes de laboratorio y pipelines de simulación necesitan ese número en julios sin rederivar la equipartición ni buscar k_B en cada hoja de cálculo.
De dónde salen los tres medios de kT
La teoría cinética une la temperatura con la rapidez con que se mueven las moléculas. En un gas ideal, cada dirección en la que puede desplazarse una molécula, en los tres ejes del espacio, aporta en promedio la mitad de la constante de Boltzmann por la temperatura absoluta. Las tres direcciones suman tres medios de ese producto: esa es la energía cinética media de traslación de una molécula. A 300 K vale 6,2129205 × 10⁻²¹ julios. La relación es una recta: si duplica la temperatura en kelvin, la energía se duplica, y en el cero absoluto llega a cero.
Cuándo usarla y qué vigilar
Sirve para comprobar tareas y exámenes, para cuadernos de laboratorio y para preparar una simulación a partir de la temperatura del termostato sin volver a escribir la constante de Boltzmann. Los errores habituales son introducir grados Celsius en lugar de kelvin y esperar que el resultado incluya rotación o vibración: solo cuenta el movimiento de traslación. Una temperatura negativa se rechaza en lugar de convertirse en una energía negativa. Si su curso usa una constante redondeada, como 1,38 × 10⁻²³ J/K, escríbala para que su respuesta coincida con la clave.
Qué significa la energía cinética traslacional media y cómo entra la temperatura
En la teoría cinética clásica, cada grado de libertad traslacional lleva un medio de k_B T de energía media. Una molécula monoatómica libre (o cualquier molécula de gas ideal contando solo traslación) tiene tres de esos grados a lo largo de x, y y z, de modo que la energía cinética media asociada al vuelo molecular es tres medios de k_B T. La temperatura absoluta T debe estar en kelvin porque la fórmula se construye sobre la escala termodinámica que empieza en el cero absoluto.
Cero kelvin produce energía cinética media cero, el límite inferior formal de la relación lineal.
Qué puede hacer con ella
Verificación de deberes y exámenes
Estudiantes y evaluadores calculan ⟨E_k⟩ = (3/2)k_B T para temperatura ambiente u otros valores en kelvin, comparan resultados en julios término a término y reciben un error claro cuando se envía por error una temperatura negativa.
Cuadernos de laboratorio y configuración de simulación
Instructores y scripts de simulación fijan la energía traslacional molecular media desde una temperatura de termostato sin recodificar la constante de Boltzmann en cada lenguaje o celda de cuaderno.
Preguntas frecuentes
¿Qué ocurre si la temperatura es negativa?
La temperatura absoluta no puede ser negativa para este producto; los valores kelvin negativos se rechazan y no se cobran.
¿Es gratuita la calculadora de energía cinética media de gas?
La herramienta del navegador se ejecuta gratis en su dispositivo.
¿Incluye energía rotacional o vibracional?
No. Esta capacidad devuelve solo la energía cinética traslacional media (3/2)k_B T por equipartición. Las contribuciones rotacionales y vibracionales quedan fuera de alcance.
¿Cuál es la energía cinética media de una molécula de gas a 300 K?
Son 6,2129205 × 10⁻²¹ julios. La herramienta multiplica tres medios por la constante de Boltzmann, 1,380649 × 10⁻²³ J/K, y por la temperatura en kelvin.
¿Puedo usar la constante de Boltzmann redondeada de mi libro?
Sí. Por defecto se usa el valor exacto del SI, 1,380649 × 10⁻²³ J/K, pero puede escribir uno redondeado como 1,38 × 10⁻²³ si su libro o la guía del laboratorio lo fija. Debe ser positivo.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/average-kinetic-energy-gas \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"temperature":300}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/average-kinetic-energy-gas", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"temperature": 300
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/average-kinetic-energy-gas",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"temperature": 300
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/average-kinetic-energy-gas", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"temperature":300}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"temperature":300}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/average-kinetic-energy-gas", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"temperature": 300
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.average_kinetic_energy_gas",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Esta capacidad calcula ⟨E_k⟩ = (3/2) k_B T de forma determinista a partir de la temperatura absoluta en kelvin, acepta opcionalmente una constante de Boltzmann personalizada, rechaza temperaturas negativas con un error claro invalid_input y devuelve JSON estructurado que evaluadores de deberes y clientes de API pueden fijar en pruebas.
Qué significa la energía cinética traslacional media y cómo entra la temperatura
Envíe el campo obligatorio temperature como número JSON o cadena numérica; se aceptan los alias T, t y temp cuando estén documentados. Las temperaturas negativas son invalid_input: no corresponden a una escala absoluta física para este producto y invertirían el signo de una magnitud de energía. El campo opcional k_b le permite anular la constante de Boltzmann SI exacta 1.380649 por diez a la menos veintitrés julios por kelvin cuando un libro o guion de laboratorio fija un valor redondeado como 1.38 por diez a la menos veintitrés. Entradas idénticas producen siempre el mismo JSON porque la ruta es aritmética pura sin red, sin semilla aleatoria y sin reloj de pared.
Lectura de los campos de respuesta y unidades coherentes
El campo average_kinetic_energy es el producto tres medios por k_b por T y se informa en julios cuando k_b está en J/K y T en kelvin; energy_unit es siempre la cadena J para que los clientes no adivinen. La etiqueta formula es la cadena fija de ⟨E_k⟩ igual a tres medios k_B T, y method es siempre equipartition_translational para que el código posterior pueda ramificar sin olfatear formas. Si pasa un k_b no SI (por ejemplo un valor en erg/K para deberes cgs), el número de energía sigue esa elección y debe documentar la unidad usted mismo —este producto etiqueta julios SI en la ruta por defecto. Temperatura ausente, valores no finitos, magnitudes por encima del límite de aislamiento, k_b personalizado no positivo y temperatura negativa fallan todos con invalid_input y no se cobran. Use average_kinetic_energy solo cuando solo necesite la cifra en julios para un T; conserve temperature y k_b en la carga útil al registrar cuadernos de laboratorio reproducibles. Las temperaturas grandes siguen siendo lineales en la fórmula, pero mantenga las entradas dentro del límite de magnitud publicado para que los aislamientos del Worker sigan siendo seguros.
Uso de la API, precios, flujos de aula y límites prácticos
Llame a la calculadora gratuita de energía cinética media de gas en el navegador para comprobaciones de deberes, demostraciones de clase y verificación rápida de (3/2)kT sin instalar un CAS ni una biblioteca de física. Envíe un cuerpo JSON con la temperatura absoluta obligatoria en kelvin y k_b opcional para una constante de Boltzmann personalizada. Use la API prepaga cuando una plataforma de tutoría, un evaluador de informes de laboratorio, un generador de currículo o un arranque de simulación molecular necesite un contrato estable bajo saldo KIT a $0.002 por ítem exitoso; los fallos de validación nunca consumen saldo tras el rechazo del motor. Combine este endpoint con herramientas de densidad de gas ideal o leyes de los gases cuando el siguiente paso sea trabajo macroscópico P-V-T, y con convertidores de unidades cuando los estudiantes partan de Celsius y deban pasar primero a kelvin. Los autores de SDK pueden mapear temperature, k_b y average_kinetic_energy directamente a tablas de interfaz que muestren la misma línea de tres medios kT que los estudiantes escriben a mano en los capítulos de teoría cinética.
Casos de integración
Tutoría y generadores de currículo
Los constructores de lecciones producen ejemplos trabajados de teoría cinética con JSON estructurado para tarjetas, hojas de pasos y ejercicios autoevaluados con un contrato de API prepaga estable.
Preguntas técnicas
¿Cómo calculo la energía cinética media de una molécula de gas?
Envíe JSON con temperature en kelvin absoluto (por ejemplo temperature: 300). La respuesta incluye average_kinetic_energy en julios usando ⟨E_k⟩ = (3/2) k_B T con la constante de Boltzmann SI por defecto.
¿Puedo suministrar mi propia constante de Boltzmann?
Sí. El campo opcional k_b (alias kB, boltzmann, boltzmann_constant) anula el valor SI exacto por defecto 1.380649e-23 J/K cuando se requiere un valor de libro.