Enunciado

Para cada gás poliatômico incluído na Tabela 18.1, calcule o valor do calor especifico molar a volume constante, C v , supondo que não haja contribuição da energia vibracional, Compare com os valores medido mostrados na tabela e calcule a fração do calor especifico total devido à vibração para cada um dos três gases. (Observação: o C O 2   é linear, mas o S O 2 e o H 2 S não são. Note que uma molécula poliatômica linear possui dois graus de liberdade de rotação, enquanto uma molécula não linear possui três graus de liberdade de rotação).

Passo 1

Ei galera, aqui temos que C v :

C v = N 1 2 R

Onde N é o número de graus de liberdade.

Sabemos que existem três graus de liberdade de rotação.

Passo 2

Para o C O 2 , N = 5 e a contribuição para C v diferente da vibração é 5 2   R = 20,79   J / m o l ⋅ K e

C v - 5 2   R = 0,270   C v .  

Então 27 % do C v é devido à vibração.

Passo 3

Para S O 2 e H 2 S ,     N   =   6 e a contribuição para o C v   diferente da vibração é

6 2 R = 24,94   J / m o l ⋅ K .

As respectivas frações do C v da vibração são 21 % e 3,9 % .

Resposta

A contribuição vibracional é muito menor para H 2 S . Em H 2 S , as etapas de energia vibracional são maiores porque os dois átomos de hidrogênio têm pequena massa e ω = k / m .

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