Questão 2) Considere 2,50 moles de moléculas de um gás ideal diatômico. Inicialmente, esse gás está à pressão atmosférica
, contido em um volume
e à temperatura
. A massa de uma molécula do gás é igual a
.
A partir das condições iniciais citadas no enunciado, o gás sofre uma expansão adiabática atingindo um volume de
. Calcule sua nova temperatura.
A partir das condições iniciais citadas no enunciado, o gás sofre uma expansão adiabática atingindo um volume de
Passo 1
O enunciado descreve
moles de um gás ideal diatômico que sofre expansão adiabática de volume inicial
para
. A temperatura inicial é
e a massa molecular não entra na conta do processo adiabático ideal. Vamos usar a relação adiabática entre
e
, que exige conhecer o expoente adiabático
.
Passo 2
Para um gás diatômico em condições usuais temos cinco graus de liberdade (três translação + duas rotação), logo
e
Passo 3
No processo adiabático reversível vale
Isolando
,
Passo 4
Convertendo
para kelvin:
Calculamos o fator de expansão:
Logo
Resposta
A nova temperatura é aproximadamente
.