Qual é a variação da energia interna (em Joules) observada em 2,1 mols de um gás ideal diatômico quando esse, inicialmente à temperatura ambiente, aumenta sua temperatura em 45^circ C, à pressão constante? Considere R=8,314 J /(K mol) Tk=TC+273,15. Dê a resposta como numero inteiro.
Resposta:

Passo 1

O enunciado pede a variação da energia interna de n=2,1 mols de um gás ideal diatômico quando sua temperatura sobe De<a T=45^circC (ou 45 K). Em termodinâmica, para qualquer gás ideal a variação de energia interna satisfaz
De<a U = n,CV,De<a T
onde CV é a capacidade calorífica molar a volume constante.

Passo 2

Para um gás diatômico, em temperaturas onde apenas graus de liberdade translacionais e rotacionais estão ativos, o número de graus de liberdade é f=5. Da teoria cinética,
CV = f2R = 52R

Passo 3

Substituindo R=8,314;J/( Kcdot mol) em CV, temos
CV = 52 times 8,314 = 2,5 times 8,314 = 20,785;J/(Kcdot mol)

Passo 4

Agora aplicamos a fórmula
De<a U = n,CV,De<a T = 2,1 times 20,785 times 45

Passo 5

Calculando numericamente:
20,785 times 45 = 935,325
De<a U = 2,1 times 935,325 = 1 964,1825;J
Arredondando para inteiro, obtemos De<a U = 1964;J.

Resposta

1964 J

Exercícios relacionados