32克氧气，在温度为27℃时，平动动能为( )，转动动能为( )，内能为( )

考查要点：本题主要考查理想气体的内能计算，涉及能量均分定理的应用，以及分子自由度的确定。

解题核心思路：

1. 确定物质的量：根据氧气的摩尔质量计算物质的量。
2. 温度单位转换：将摄氏温度转换为热力学温度。
3. 分子自由度分析：双原子分子（氧气）的平动自由度为3，转动自由度为2。
4. 能量均分定理应用：每个自由度的平均能量为$\frac{1}{2}kT$，总能量为各自由度能量之和。

破题关键点：

• 正确识别分子自由度：双原子分子的转动自由度为2。
• 公式选择：平动动能总和为$\frac{3}{2}nRT$，转动动能总和为$nRT$，总内能为$\frac{5}{2}nRT$。

步骤1：计算物质的量

氧气的摩尔质量为$32 \, \text{g/mol}$，因此：
$n = \frac{32 \, \text{g}}{32 \, \text{g/mol}} = 1 \, \text{mol}$

步骤2：温度转换

$T = 27^\circ \text{C} + 273 = 300 \, \text{K}$

步骤3：平动动能计算

双原子分子平动自由度为$z_1 = 3$，总平动动能为：
$E_{\text{平动}} = \frac{3}{2} nRT = \frac{3}{2} \times 1 \times 8.31 \, \text{J/(mol·K)} \times 300 \, \text{K} = 3739.5 \, \text{J}$

步骤4：转动动能计算

双原子分子转动自由度为$z_2 = 2$，总转动动能为：
$E_{\text{转动}} = \frac{2}{2} nRT = nRT = 1 \times 8.31 \, \text{J/(mol·K)} \times 300 \, \text{K} = 2493 \, \text{J}$

步骤5：总内能计算

总内能为平动动能与转动动能之和：
$E_{\text{总}} = E_{\text{平动}} + E_{\text{转动}} = \frac{5}{2} nRT = \frac{5}{2} \times 1 \times 8.31 \, \text{J/(mol·K)} \times 300 \, \text{K} = 6232.5 \, \text{J}$