Fundamentos de Física, Volume 2: Gravitação, Ondas e Termodinâmica

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker · Capítulo 138 de 165

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Fundamentos de Física, Volume 2: Gravitação, Ondas e Termodinâmica

19-8 Graus de Liberdade e Calores Específicos Molares

Cálculo: O resultado é

 

Outra solução: Como já conhecemos Q e ΔE , podemos resolver o problema de int

outra forma. A ideia é aplicar a primeira lei da termodinâmica à variação de energia do

gás, escrevendo

 

As transferências de energia: Vamos acompanhar as transferências de

energia. Dos 2077,5 J transferidos ao hélio como calor Q, 831 J são usados para realizar

o trabalho W envolvido na expansão e 1246,5 J são usados para aumentar a energia

interna E , que, para um gás monoatômico, envolve apenas a energia cinética dos int

átomos em movimentos de translação. Esses vários resultados estão indicados no lado

esquerdo da Fig. 19-12.

 

19-8 GRAUS DE LIBERDADE E CALORES

ESPECÍFICOS MOLARES

 

Objetivos do Aprendizado

Depois de ler este módulo, você será capaz de ...

19.39 Saber que existe um grau de liberdade associado a cada forma de que um gás dispõe para armazenar energia

(translação, rotação e oscilação).

19.40 Saber que a cada grau de liberdade está associada uma energia de kT/2 por molécula. 19.41 Saber que toda a energia interna de um gás monoatômico está na forma de energia de translação. 19.42 Saber que, em baixas temperaturas, toda a energia interna de um gás diatômico está na forma de energia de

translação, mas, em altas temperaturas, parte da energia interna está na forma de energia de rotação, e, em temperaturas

ainda mais elevadas, parte da energia pode estar na forma de energia de oscilação.

19.43 Calcular o calor específico molar de um gás ideal monoatômico e o calor específico molar de um gás ideal diatômico

em um processo a volume constante e em um processo a pressão constante.

 

Ideias-Chave

• Podemos calcular o valor teórico de C a partir do teorema de equipartição da energia, segundo o qual a cada grau de V

liberdade de uma molécula (ou seja, a cada modo independente de que a molécula dispõe para armazenar energia) está associada, em média, uma energia kT/2 por molécula (= RT/2 por mol).