Moléculas monoatômicas adsorvidas em uma superfície sāo livres para se mover nessa superfície e podem ser tratadas como um gás ideal bidimensional clássico. Na temperatura absoluta
, qual é a capacidade calorífica por mol de moléculas adsorvidas em uma superfície de tamanho fixo?
Passo 1
O enunciado trata de um gás ideal bidimensional formado por moléculas monoatômicas adsorvidas numa superfície de área fixa. Como elas só têm graus de liberdade de translação ao longo da superfície, aplicaremos o teorema da equipartição de energia em 2 dimensões para um gás ideal clássico.
Passo 2
Pelo teorema da equipartição, cada grau de liberdade de translação contribui com
de energia por molécula. Em 2 dimensões temos 2 graus, então a energia média por molécula é
Passo 3
Convertendo para 1 mol de moléculas, usamos
, logo a energia interna molar é
Passo 4
Como a área está fixa, a capacidade calorífica molar a área constante é
Resposta
A capacidade calorífica por mol é
.