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).

Passo 1

Vamos começar entendendo o que o problema está pedindo. Temos um mol de um gás ideal monoatômico com a capacidade calorífica molar a volume constante . Esse gás está mantido sob pressão constante de 3 atm e é resfriado de 100°C para 25°C. A pergunta é: Qual é a capacidade calorífica molar do gás à pressão constante ( )?
Para resolver isso, precisamos usar a relação entre e para gases ideais.

Passo 2

Em termodinâmica, para um gás ideal, a capacidade calorífica molar à pressão constante ( barCP = barCV + R ) está relacionada à capacidade calorífica molar a volume constante ( ) pela seguinte fórmula:
Aqui, é a constante universal dos gases, que vale aproximadamente 8,314 J/(mol·K).

Passo 3

Sabemos que para um gás monoatômico ideal, a capacidade calorífica molar a volume constante é:
barCV = 3R2
Agora, substituímos barCP = 3R2 + R na fórmula de :

Passo 4

Realizando a soma:
barCP = 3R2 + 2R2 = 5R2

Resposta

A capacidade calorífica molar à pressão constante é:
barCP = 5R2

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