Um mol de um gás ideal monoatômico ( barCV=3 R / 2 ) é mantido à pressão constante de 3,0 atm e então é resfriado reversivelmente de 100^circ C a 25^circ C. Responda:
(a) Determine a capacidade calorífica molar do gás à pressão constante (barCP).
(b) Calcule os valores de q, w, De e De para o processo acima.
© Se o processo de resfriamento do gás no mesmo intervalo de temperatura fosse realizado à volume constante, a quantidade de energia na forma de calor envolvida no processo seria maior ou menor? Justifique apresentando o novo valor de q e diga qual a razão termodinâmica desse resultado.

Passo 1

Vamos resumir o que o exercício pede: Temos um mol de um gás ideal monoatômico com capacidade calorífica molar a volume constante barCV = 3 R2. Esse gás está sob pressão constante de 3,0atm e é resfriado de 100^circC para 25^circC. No item (a), queremos descobrir a capacidade calorífica molar do gás à pressão constante, que é barCP.
Aqui, vamos utilizar conceitos de termodinâmica relacionados às capacidades caloríficas de gases ideais.

Passo 2

Sabemos da termodinâmica que, para um gás ideal, a capacidade calorífica molar à pressão constante ( barCP) e à volume constante ( barCV) estão relacionadas pela seguinte equação:
barCP = barCV + R
Onde R é a constante dos gases ideais.

Passo 3

Já temos o valor de barCV fornecido no enunciado:
barCV = 3 R2
Agora, substituímos esse valor na equação para barCP:
barCP = 3 R2 + R = 5 R2

Resposta

A capacidade calorífica molar do gás à pressão constante é barCP = 5 R2.

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