Determine a energia interna específica (
) de cada uma das substâncias abaixo nos estados indicados: Nitrogênio
a
e
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar a energia interna específica (
) do Nitrogênio (
) quando ele está a uma temperatura de
e uma pressão de
. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especialmente sobre energia interna de um gás ideal.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é energia interna específica (
). Ela representa a energia total que está armazenada dentro de uma unidade de massa de uma substância, levando em conta a energia cinética e potencial das moléculas.
Passo 3
Como estamos lidando com Nitrogênio, que é um gás diatômico, podemos considerar que ele se comporta como um gás ideal nessa condição. Para um gás ideal, a energia interna específica pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
-
é o grau de liberdade do gás (para , ), -
é a constante específica do gás, -
é a temperatura absoluta em Kelvin.
Passo 4
Agora, vamos colocar os valores na fórmula.
Primeiro, convertemos a temperatura de Celsius para Kelvin:
Sabemos que para o Nitrogênio:
Agora, substituímos na fórmula:
Fazendo os cálculos:
Resposta
A energia interna específica (
) do Nitrogênio a
e
é aproximadamente
.