Qual é o calor necessário para fazer a temperatura de
de um gás ideal aumentar 50 K nas vizinhanças da temperatura ambiente se
gás for mantido com um volume constante e for (a) diatômico; (b) monoatômico?
Passo 1
Vamos resolver um exercício de termodinâmica sobre calor necessário para aumentar a temperatura de um gás ideal mantendo o volume constante. Precisamos entender o que é calor específico a volume constante (
) e como aplicá-lo para gases monoatômicos e diatômicos. Usaremos a fórmula do calor:
Onde:
-
é o calor -
é o número de mols -
é o calor específico a volume constante -
é a variação de temperatura
Passo 2
Primeiro, identificamos os dados fornecidos:
- Número de mols,
- Variação de temperatura,
Passo 3
Para um gás monoatômico, o calor específico a volume constante é:
Onde
é a constante dos gases.
Passo 4
Calculamos
para o gás monoatômico:
Passo 5
Aplicamos a fórmula do calor para o gás monoatômico:
Passo 6
Para um gás diatômico, o calor específico a volume constante é:
Passo 7
Calculamos
para o gás diatômico:
Passo 8
Aplicamos a fórmula do calor para o gás diatômico:
Resposta
(a) O calor necessário para o gás diatômico é aproximadamente
.
(b) O calor necessário para o gás monoatômico é aproximadamente
.
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e
, onde
e
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e
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, enquanto o gás na caixa
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é maior que em
. (b) Há mais moléculas em
que em
. ©
e
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possuem maior energia cinética média por molécula que as de
. (e) As moléculas em
estão se movendo mais rápido que as de
.