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);
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,
(calor molar a pressão constante) é sempre menor do que
(calor molar a volume constante).
Instruções:
(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,
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 (
) e a volume constante (
). 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 (
) 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:
. Se a quantidade de gás (
) e o volume (
) forem fixos, aumentando a pressão (
), de fato, a temperatura (
) 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,
(calor molar a pressão constante) é sempre menor do que
(calor molar a volume constante).”
Na verdade, para a maioria das substâncias, especialmente gases ideais, o calor específico a pressão constante (
) é maior que o calor específico a volume constante (
). 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,
é maior que
.