Determine a energia interna específica (
) de cada uma das substâncias abaixo nos estados indicados: Dióxido de carbono
a
e
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para determinar a energia interna específica (
) do dióxido de carbono (
) nas condições dadas: temperatura de
e volume específico de
. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a relação entre energia interna, temperatura e volume específico.
Passo 2
Primeiro, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, já que as equações termodinâmicas geralmente usam a escala Kelvin. A fórmula para converter é:
Então,
Passo 3
Em seguida, vamos considerar se o dióxido de carbono se comporta como um gás ideal ou não. Para simplificar, vamos assumir que ele se comporta como um gás ideal. A energia interna específica (
) para um gás ideal depende apenas da temperatura e da capacidade calorífica a volume constante (
):
Precisamos encontrar o valor de
para o
.
Passo 4
A capacidade calorífica a volume constante (
) para o dióxido de carbono pode ser encontrada em tabelas de propriedades termodinâmicas. Para o
, assume-se que:
Mas precisamos do valor por unidade de massa, então vamos converter para
. A massa molar do
é aproximadamente
, ou
. Então:
Passo 5
Agora, substituímos os valores de
e
na equação da energia interna:
Ou seja,
.
Resposta
A energia interna específica do dióxido de carbono nas condições dadas é aproximadamente
.
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.
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e
.
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e
.
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a
e
.