Exercícios Resolvidos de Distribuição de Velocidades

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Enunciado

Considere 1 mol de um gás ideal monoatômico a 0 ºC e um mol de um gás diatômico a 100 ºC. Eles são colocados em contato por uma membrana que permite somente a troca de calor. Quais das seguintes afirmações são verdadeiras no equilíbrio térmico?

I) A energia cinética de todas as partículas são iguais.

II) A energia cinética média de translação dos dois gases são iguais.

III) A energia térmica dos dois gases são iguais.

IV) A energia média por grau de liberdade dos dois gases são iguais.

A) I, II, III, IV

B) II e IV

C) I e III

D) II, III, IV

E) I, II, III

Passo 1

Vamos analisar todas as afirmativas!

I) Tá errado! A energia de todas as partículas não é a mesma! Porque a velocidade das partículas não é a mesma. Existe uma distribuição de velocidades entre as partículas, e nós conseguimos calcular a velocidade quadrática média.

II) Esse tá certo! Porque a energia cinética média de translação só depende da temperatura. E no equilíbrio térmico as temperaturas são iguais.

III) Tá errado! A energia térmica não vai ser igual, porque um gás é monoatômico e o outro diatômico.

E energia pro gás monoatômico é:

E = 3 n R T 2

E pro diatômico:

E = 5 n R T 2

IV) Tá certo! A energia média por grau de liberdade é k B T 2 , igual para os dois gases no equilíbrio térmico.

Resposta

Letra B.

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