Avaliação - Termodinâmica
Instruções:
  • Apresente TODOS os cálculos necessários para a resolução da questão de forma ORGANIZADA;
  • É permitido o uso de calculadoras, MAS NÃO É PERMITIDO O USO DE CELULAR;
  • Essa avaliação vale 10,0 (dez pontos);
    1^ a Questão (2,0) - Julgue as afirmativas a seguir como verdadeiras ou falsas. Em caso de falsas, justifique.
    (a) A energia interna de uma dada quantidade de gás ideal depende apenas de sua temperatura absoluta;
    (b) Se a pressão de uma quantidade fixa de gás aumentar, então a temperatura desse gás deve sempre aumentar;
    © Para uma substância que se expande quando aquecida, Cp (calor molar a pressão constante) é sempre menor do que Cv (calor molar a volume constante).

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício é sobre Termodinâmica e a gente precisa julgar se algumas afirmações sobre gás ideal e propriedades térmicas são verdadeiras ou falsas. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como energia interna, relação entre pressão e temperatura, e os calores específicos a pressão constante ( Cp) e a volume constante ( Cv). Vamos analisar cada afirmativa uma por uma.

Passo 2

Afirmativa (a): “A energia interna de uma dada quantidade de gás ideal depende apenas de sua temperatura absoluta.”
Vamos pensar na energia interna ( U) de um gás ideal. Para um gás ideal, a energia interna é função apenas da temperatura, porque as partículas não interagem entre si e a energia cinética delas depende somente da temperatura. Não importa o volume ou a pressão, desde que a temperatura seja a mesma, a energia interna também será a mesma.

Passo 3

Afirmativa (b): “Se a pressão de uma quantidade fixa de gás aumentar, então a temperatura desse gás deve sempre aumentar.”
Aqui, precisamos lembrar a equação dos gases ideais: PV = nRT. Se a quantidade de gás ( n) e o volume ( V) forem fixos, aumentando a pressão ( P), de fato, a temperatura ( T) também deve aumentar para manter a equação equilibrada. Mas se o volume não for fixo, o gás pode se expandir ou contrair, alterando a relação entre pressão e temperatura. Portanto, a afirmação nem sempre é verdadeira.

Passo 4

Afirmativa ©: “Para uma substância que se expande quando aquecida, Cp (calor molar a pressão constante) é sempre menor do que Cv (calor molar a volume constante).”
Na verdade, para a maioria das substâncias, especialmente gases ideais, o calor específico a pressão constante ( Cp) é maior que o calor específico a volume constante ( Cv). Isso acontece porque, a pressão constante, parte do calor fornecido é usada para fazer o gás se expandir, além de aumentar sua temperatura. Portanto, a afirmação está invertida.

Resposta

(a) Verdadeira; (b) Falsa, porque depende se o volume é constante; © Falsa, Cp é maior que Cv.

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