Suponha que 12,0 g de oxigênio (diatômico) sejam aquecidos, à pressão atmosférica constante, de 27^circ C a 127^circ C.
(d) Que fração do calor é usada para aumentar a energia de translação das moléculas?

Passo 1

Então, vamos lá! O exercício nos pede para descobrir qual fração do calor fornecido é usada para aumentar a energia de translação das moléculas de oxigênio. Estamos lidando com conceitos de termodinâmica, especificamente relacionados à energia interna dos gases e calor. Para resolver isso, vamos precisar entender como a energia é distribuída nas diferentes formas de movimento das moléculas (translação, rotação, etc.) e usar as fórmulas de calor específico para gases.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor fornecido ao sistema quando o oxigênio é aquecido. Usamos a fórmula:
Q = m cdot Cp cdot De
Onde:
  • é o calor fornecido,
  • é a massa do gás,
  • é o calor específico a pressão constante,
  • é a variação de temperatura.

Passo 3

Vamos identificar cada valor:
  • Massa, n = mM = 12,0 , g32 , g/mol = 0,375 , mol .
  • Variação de temperatura, .
  • O oxigênio é diatômico, então seu calor específico a pressão constante, , é aproximadamente .
Mas primeiro, precisamos converter a massa de oxigênio para mols. A massa molar do é .

Passo 4

Agora, calculamos o calor total fornecido:
Q = n cdot Cp cdot De

Passo 5

Sabemos que a energia de translação para um gás ideal diatômico é dada por:
Etranslação = 32 n R T çã
A variação dessa energia ao aquecer o gás é:
Deçã
Onde .

Passo 6

Calculando Deçã:
çã

Passo 7

Agora, para encontrar a fração do calor que foi usada para aumentar a energia de translação, dividimos a variação da energia de translação pelo calor total fornecido:
Fração = Deçãçã

Resposta

Aproximadamente 43,1% do calor fornecido foi usado para aumentar a energia de translação das moléculas de oxigênio.

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Suponha que 12,0 g de oxigênio (diatômico) sejam aquecidos, à pressão atmosférica constante, de 27^circ C a 127^circ C.
(b) Quanto calor é transferido para o oxigênio? (As moléculas giram, mas não oscilam.)
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