Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 18.Exercício - Ex. 44
44. Calcule o calor específico a volume constante do vapor d’água, supondo uma molécula triatômica linear com três graus de liberdade de translação e três graus de liberdade de rotação, e que o movimento de vibração não contribua. A massa molar da água é . O calor específico real do vapor d’água em pressões baixas é . Compare esse valor com sua resposta e comente a respeito do papel real desempenhado pelo movimento vibratório.
Passo 1
Para achar o calor específico de algum elemento é bem tranquilo, basta usar a seguinte fórmula:
Onde é o calor específico molar a volume constante da molécula, já que o enunciado quer o calor específico a volume constante. Mas para achar o para essa molécula temos que lembrar que cada grau fe liberdade contribui para , assim como temos graus de liberdade, temos:
Onde , assim temos:
Passo 2
Vamos então calcular o calor específico da água como é mostrado no passo , temos:
A massa molar fornecida pelo enunciado está em , mas queremos em , assim:
Então:
Temos:
Comparando o nosso resultado vemos que achamos um resultado menor que o verdadeiro, isso mostra que a vibração tem colaboração nessa conta, não pode ser é tão desprezada assim.
Resposta
Comparando os dois resultados vemos que achamos um resultado menor que o verdadeiro, isso mostra que a vibração tem colaboração nessa conta, não pode ser é tão desprezada assim.