Enunciado

(a) Se você fornece a mesma quantidade de calor a 1,00 molde um gás monoatômico ideal e a 1,00 molde um gás diatômico ideal, em qual deles a temperatura aumentará mais (se é que a temperatura de algum deles aumenta)? (b) Fisicamente, por que os gases diatômicos têm um calor específico molar maior que os gases monoatômicos?

Passo 1

E ai meus queridos? Tudo certinho?

“Operador! Me dê o número do responde ai!.... Preciso resolver essa questão”

Para resolver este problema, vamos colocar em prática nosso conhecimento sobre propriedades térmicas das moléculas, em que usaremos calor especifico molar ao longo de nossa resolução.

  1. Utilizaremos a definição de calor especifico molar a volume constante (equação 18.24 do livro texto) para analisarmos a influência do calor especifico no aumento da temperatura do gás.
  2. d Q = n C V d T

    Passo 2

    Podemos observar que, quanto maior o calor especifico C V , do gás menor será o aumento temperatura T   para uma mesma quantidade de calor Q   fornecido.

    Sabemos pela sessão 18.4 do livro, que o calor especifico para um gás diatômico é maior que para um gás monoatômico.

    Assim sendo ao fornecer a mesma quantidade de calor Q a dois gases monoatômicos e diatômicos respectivamente o primeiro apresentará maior aumento de temperatura.

    Concluímos assim que o gás monoatômico terá maior aumento de temperatura que o diatômico por apresentar menor calor especifico a volume constante C V .

    Passo 3

  3. Podemos observar na sessão 18.4 do livro texto que a energia adicionada às moléculas dos gases diatômicos é utilizada para aumentar a energia rotacional, energia do movimento rotatório e energia cinética translacional aleatória.

Para os gases monoatômicos toda energia adicionada e utilizada para aumentar a energia do movimento translacional aleatório.

Passo 2

Concluímos que os gases diatômicos apresentam consumo de energia adicional no movimento vibratório e rotatório da molécula consumindo assim mais energia para elevar a temperatura se comparado com gases monoatômicos e por isso seu calor especifico molar a volume constante é maior.

"Se algo é difícil de fazer, vale a pena ser feito!"

Resposta

Vide a explicação.

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