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Exercícios Resolvidos de Energia Interna de um gás e Calores Específicos Molares

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Enunciado

Com relação às previsões da Teoria Cinética dos Gases Ideais e do teorema da equipartição de energia para o calor específico molar a volume constante C V , podemos afirmar que:

(a) C V = 3 R / 2 para os gases monoatômicos , independente da temperaura e pode variar C V = 5 R / 2 a C V = 6 R / 2 para os gases diatômicos, dependendo da temperatura.

(b) C V = 3 R / 2 para todos os gases, independentemente da temperatura.

(c) C V = 3 R / 2 para os gases monoatômicos e C V = 5 R / 2 para os gases diatômicos, independentemente da temperatura.

(d) Para todos os gases C V pode variar em função da temperatura.

Passo 1

Pra fazer essa questão temos que lembrar como é o calor específico molar a volume constante para um gás ideal.

C V = g R 2

Onde esse g é o número de graus de liberdade das moléculas do gás.

No caso de um gás monoatômico temos que g = 3 (1 pra cada translação: x , y e z ), assim

C V m o n o = 3 R 2

Pro caso de gás monoatômico C V não depende da temperatura.

No caso de um gás diatômico temos que g = 5 (3 graus de translação e 2 de rotação). Essa molécula também pode ter mais um modo de vibração, só que esse modo de vibração a temperaturas baixas não é ativado (a molécula não vibra), assim g vai de 5 a 6 graus dependendo da temperatura.

C V d i a t ô m i c o = 5 R 2   a 6 R 2

Analisando as opções vemos que a única opção que concorda 100% com o nosso raciocínio é a opção (a)!

Resposta

(a)

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