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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 19.Exercício - Ex. 31

Um cientista adiciona 970 J de calor a 1,75mol de um gás ideal para aquece-lo de 10 ° C a 25 ° C sob a pressão constante. O gás realiza +223 J de trabalho durante a expansão. a) Calcule a variação de energia interna do gás. b) Calcule γ para o gás.

Passo 1

E aí galera, aqui vamos utilizar a equação ∆ U = Q - W .

Aplicaremos Q = n C p ∆ T para calcular C p , e aplicaremos ∆ U = n C V ∆ T para calcular C V .

Também vamos utilizar a equação da razão entre os calores específicos:

γ = C p C V

Temos que ∆ T = 15,0 ° = 15   K .

Desde que o calor é adicionado, Q = + 970   J .

Passo 2

  1. Assim, calculando a variação de energia interna do gás:

    2. ∆ U = Q - W = + 970 J - 223 J = 747 J

    Passo 3

  2. E então, para calcularmos γ , calculamos primeiro C p e C V :

C p = Q n ∆ T = 970   J ( 1,75 m o l ) ( 15 K ) = 37 J / m o l ⋅ K

E

C V = ∆ U n ∆ T = 7 47   J ( 1,75 m o l ) ( 15 K ) = 28,5 J / m o l ⋅ K

Agora, podemos calcular γ :

γ = C p C V = 37 J / m o l ⋅ K 28,5 J / m o l ⋅ K = 1,30

O valor de γ que calculamos é semelhante aos valores apresentados na Tabela 19.1 para gases poliatômicos.

Resposta

  1. ∆ U = 747 J
  2. γ = 1,30
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