Segunda avaliação de Fisico-Quimica 04/12/2024
Nome: Klarisse Radrigues Cornes
  1. (b) Por que a pressão interna isotérmica é igual a zero para gases ideais?

Passo 1

Beleza, o enunciado pergunta “Por que a pressão interna isotérmica é igual a zero para gases ideais?”.
Conteúdo: Termodinâmica (energia interna e pressão interna isotérmica).
O que vamos precisar:
  • Definição de pressão interna isotérmica, piT = l(partial U/partial Vr)T.
  • Expressão da energia interna de um gás ideal, U(T)=tfracf2,nRT (onde f é o nº de graus de liberdade).

Passo 2

Antes de tudo, o que é essa tal de pressão interna isotérmica?
  • A gente chama de piT a taxa de variação da energia interna U quando muda o volume V, mas mantendo a temperatura T fixa.
  • Matematicamente: piT ;=;l(partial Upartial Vr)T
  • Se piTneq 0, significa que ao comprimir ou expandir a gás a T fixa, U muda – ou seja, há interação (energia potencial) entre moléculas.

Passo 3

Agora aplica isso ao gás ideal:
  1. Teoria de gás ideal diz que não há interação intermolecular — só energia cinética.
  2. Pelo teorema de equipartição, a energia interna é função só de T: U(T);=;f2,n,R,T
  3. Como U não depende de V, quando a gente faz partial U/partial V a T fixo, dá zero: piT = l(partial Upartial Vr)T = 0

Passo 4

Fisicamente, é porque num gás ideal não tem força atrativa ou repulsiva entre moléculas. Se você expande ou comprime a gás sem mudar T, não altera a energia cinética média (que é a única coisa que existe em gás ideal), nem cria nem elimina energia potencial — então não surge “pressão interna” alguma.

Resposta

A pressão interna isotérmica de um gás ideal é zero, pois sua energia interna U depende somente da temperatura e não do volume, levando a
piT = l(partial Upartial Vr)T = 0

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