UFRJ – Física 2 2019.2 – Segunda Chamada (ME) – Questão 5
Para elevar de para a temperatura de um mol de He (hélio, monoatômico) mantido a volume constante, gasta-se uma quantidade de calor . Para realizar o mesmo procedimento com um mol de (hidrogênio, diatômico) gasta-se uma quantidade de calor . Sejam e as energias cinéticas de translação médias de cada molécula de hélio e hidrogênio, respectivamente, à temperatura . Podemos afirmar que:
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
Fala galera, tudo bem? Vou ajudar você a resolver essa questão! Vamos lá?
Aqui temos uma transformação a volume constante, né? Então vamos relembrar como se calcula o calor nessa transformação:
A variação de temperatura é igual para as duas substâncias, certo? O número de mols também. A única coisa que muda é que o é um gás monoatômico cujo calor específico é , já para o , o calor específico vale . Assim os calores associados ao hélio e ao hidrogênio vão ser respectivamente:
E também:
Então daqui temos que .
Passo 2
Agora quanto à energia de translação. Para resolver aqui vou usar teorema de equipartição de energia. Para cada grau de liberdade, é adicionado à energia de energia.
Tanto para uma molécula monoatômica, quanto para uma molécula diatômica, temos três graus de liberdade de translação! Então essas duas moléculas possuem a mesma energia cinética!
Sendo assim a alternativa que junta esses dois resultados é a alternativa (a).
Beleza?
Pronto pra próxima questão? =)