Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 19.8 - Ex. 51
Quando de gás oxigênio () é aquecido a pressão constante a partir de , que quantidade de calor deve ser adicionada ao gás para que o volume dobre de valor? (As moléculas giram, mas não oscilam.)
Passo 1
Bom, vamos ver qual nós sabemos para a quantidade de calor adicionada ao gás durante um processo a pressão constante:
Vamos ver o que já sabemos aqui:
Então:
E nosso problema agora é achar o calor específico molar.
Passo 2
Aquela informação de que as moléculas “giram, mas não oscilam”, serve para o seguinte: uma das fórmulas para o valor de é essa aqui:
Onde esse é o número de graus de liberdade.
Quando as moléculas giram sem oscilar, o valor de em um gás diatômico é (você pode consultar uma tabela também):
E o valor de é sempre:
Passo 3
E agora voltando na fórmula lá de cima:
Agora precisamos usar a informação de que o volume deve ser dobrado ao final do processo. Bom, pela lei dos gases ideais:
E como as pressões são iguais:
E :
Então:
Logo:
Resposta
Devem ser adicionados .