Enunciado

A relação entre a capacidade térmica de uma amostra e o calor específico do seu material foi discutida na Seção 17.2. Considere uma amostra contendo 2,00 mols de um gás ideal diatômico. Supondo que as moléculas rotacionam, mas não vibram, encontre (a) a capacidade térmica total da amostra a volume constante e (b) a capacidade total térmica a pressão constante. (c) E se? Repita as partes (a) e (b) supondo que as moléculas tanto rotacionam quanto vibram

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

Para resolver essa questão iremos usar:

C V = 1 n d E i n t d T

C P - C V = R

A energia interna é associada a um grau de liberdade:

E i n t = n R T 2

E a energia interna associada com o grau de liberdade f :

E i n t = f n R T 2

Trabalhando com C V :

C V = 1 n d d T f n R T 2

Derivando:

C V = 1 n f n R 2

Simplificando n :

C V = f R 2

A capacidade térmica total da amostra a volume constante:

c V = n C V

Substituindo C V :

c V = n f R 2

Agora encontrando C P :

C P = R + C V

Substituindo C V :

C P = R + f R 2

Realizando mínimo múltiplo comum:

C P = 2 R 2 + f R 2

Colocando R em evidência:

C P = R 2 + f 2

A capacidade total térmica a pressão constante:

c P = n C P

Substituindo C P :

c P = R 2 + f 2 n

Para um gás diatômico e que não vibra:

f = 5

Para um gás diatômico e que vibra:

f = 7

Passo 2

(a) Substituindo:

c V = 2 ⋅ 5 ⋅ 8,314 2

c V = 41,57   J ⋅ K - 1

Passo 3

(b) Substituindo:

c P = 8,314 ⋅ 2 + 5 2 ⋅ 2

c P = 58,198   J ⋅ K - 1

Passo 4

(c) Substituindo para c V :

c V = 2 ⋅ 7 ⋅ 8,314 2

c V = 58,198   J ⋅ K - 1

Substituindo para c P :

c P = 8,314 ⋅ 2 + 7 2 ⋅ 2

c P = 74,826   J ⋅ K - 1

Mandamos bem nessa!!!!!!

Até a próxima questão..............

Resposta

  1. c V = 41,57   J ⋅ K - 1
  2. c P = 58,198   J ⋅ K - 1
  3. c V = 58,198   J ⋅ K - 1

c P = 74,826   J ⋅ K - 1

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