Explique por que, em geral, o cP dos líquidos é menor que o cP dos gases.

Passo 1

Beleza, então a questão pede pra gente explicar por que, geralmente, o cP (capacidade calorífica a pressão constante) dos líquidos é menor que o dos gases. Vamos precisar entender o que é capacidade calorífica, como ela funciona em diferentes estados da matéria e por que líquidos e gases se comportam de maneiras diferentes quando aquecidos.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o que é cP. A capacidade calorífica a pressão constante, cP, é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma certa quantidade de substância em 1 grau Celsius (ou Kelvin) mantendo a pressão constante. Matemáticamente, isso é representado por:
cP = ( partial Qpartial T )P
onde Q é o calor e T é a temperatura.

Passo 3

Agora, por que os líquidos têm um cP menor que os gases? A chave está nas forças intermoleculares e na liberdade de movimento das moléculas em cada estado. Nos líquidos, as moléculas estão mais próximas e têm ligações intermoleculares mais fortes. Isso significa que para aumentar a temperatura, menos energia é necessária para aumentar a agitação térmica das moléculas, já que elas já estão bem organizadas.

Passo 4

Já nos gases, as moléculas estão mais afastadas e têm mais liberdade de movimento. Para aumentar a temperatura de um gás, é preciso fornecer mais energia para aumentar não só a agitação térmica, mas também para superar as menores forças intermoleculares presentes. Além disso, os gases podem expandir mais facilmente, o que significa que parte da energia fornecida pode ser usada para fazer o gás expandir, em vez de aumentar a temperatura.

Passo 5

Assim, como os gases exigem mais energia para aumentar a temperatura devido à maior liberdade de movimento e à necessidade de realizar trabalho para expansão, eles têm uma capacidade calorífica a pressão constante maior comparada aos líquidos, onde as moléculas estão mais restritas e menos energia é necessária para aquecer a substância.

Resposta

Portanto, em geral, o cP dos líquidos é menor que o dos gases porque as moléculas nos líquidos estão mais próximas e possuem ligações intermoleculares mais fortes, exigindo menos energia para aumentar a temperatura, enquanto nos gases a maior liberdade de movimento e a necessidade de realizar trabalho para expansão demandam mais energia para o mesmo aumento de temperatura.

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