Um cubo de cobre com aresta igual a é suspenso por um fio. (As propriedades físicas do cobre são fornecidas nas tabelas 14.1, 17.2 e 17.3.) O cubo é aquecido com um bico de gás de até . O ar nas vizinhanças do cubo está na pressão atmosférica . Calcule a) o aumento de volume do cubo; b) o trabalho mecânico realizado pelo cubo contra a pressão do ar circundante; c) o calor fornecido ao cubo; d) a variação de energia interna do cubo; e) Com base em seus resultados, verifique se existe alguma diferença substancia entre o calor especifico ( à pressão constante) e o calor especifico ( a volume constante) do cobre nessas circunstancias.

b) Como a pressão é constante durante o processo de aquecimento do cobre, significa que podemos calcular o trabalho usando a equação:

E usar a variação de volume que achamos na letra (a) junto com a pressão dada na questão:

c) Para o aumento de calor, vamos usar a relação entre ele e a temperatura:

Como não temos a massa, vamos usar a equação de densidade para substituir :

Ficamos com:

Substituindo os valores:

d) Podemos usar a primeira lei da termodinâmica para calcularmos a variação de energia interna:

Mas como o trabalho que o cubo faz sobre o ar é muito menor do que o calor absorvido, e podemos desprezá-lo:

e) A diferença entre os coeficientes não é grande porque o trabalho realizado pelo sistema é muito menor do que o calor trocado.