Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases

Origem do Exercício

Quando 20   J são adicionados na forma de calor a certo gás ideal sujeito à pressão atmosférica ( 1,0.10 5 P a ), seu volume aumenta de 5,0.10 - 5 m 3 para 10,0.10 - 5 m 3 .

  1. Calcule os calores específicos molares C p   e   C V deste gás. Expresse suas respostas em termos de R .
  2. Determine o número   f   de graus de liberdade das moléculas do gás e responda se este gás é monoatômico, diatômico ou poliatômico (suponha que as moléculas não vibram).

Passo 1

a)

Podemos usar:

∆ U = Q - W

O trabalho à pressão constante é dado por:

W = 1,0.10 5 10,0.10 - 5 - 5,0.10 - 5 = 5 J

Assim:

∆ U = 20 - 5 = 15 J

Agora, usando:

∆ U = n c P ∆ T

E a equação dos gases:

n R ∆ T = p ∆ V → ∆ T = p ∆ V n R

Assim:

∆ U = n c P p ∆ V n R = c P p ∆ V R

Então:

15 = c P 5 R → c P = 3 R

E o c v :

c P = c v + R = 3 R

c v = 2 R

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

b)

O calor específico à volume constante é dado por:

c v = g 2 R

Assim:

2 R = g 2 R → g = 4

Assim, o gás é poliatômico.

Resposta

a)

c v = 2 R

c P = 3 R

b)

g = 4

Assim, o gás é poliatômico.

Esse conteúdo é exclusivo para cadastrados.

Cadastre-se grátis no maior portal de exatas do Brasil!

Relaxa, não vamos publicar nada no seu nome.

  • Resumões direto ao ponto
    Resumões
    direto ao ponto
  • Exercícios resolvidos passo a passo
    Exercícios resolvidos
    passo a passo
  • Videoaulas incríveis
    Videoaulas
    incríveis
  • Aulões Salva-Vidas
    Aulões
    Salva-Vidas