Fundamentos de Física, Volume 2: Gravitação, Ondas e Termodinâmica
Revisão e Resumo
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4 V Isocórico Q = ΔE = nC ΔT; int V
W = 0
Revisão e Resumo
Teoria Cinética dos Gases A teoria cinética dos gases relaciona as propriedades macroscópicas dos gases (como, por exemplo, pressão e temperatura) às propriedades microscópicas das moléculas do gás (como, por exemplo, velocidade e energia cinética).
Número de Avogadro Um mol de uma substância contém N A (número de Avogadro) unidades elementares (átomos ou moléculas, em geral), em que N A é uma constante física cujo valor experimental é
A massa molar M de uma substância é a massa de um mol da substância e está relacionada à massa m de uma molécula da substância pela equação
O número de mols n em uma amostra de massa M , que contém N moléculas, é dado por a
Gás Ideal Um gás ideal é um gás para o qual a pressão p, o volume V e a temperatura T estão relacionados pela equação
em que n é o número de mols do gás e R é uma constante (8,31 J/mol · K) chamada constante dos gases ideais. A lei dos gases ideais também pode ser escrita na forma
em que k é a constante de Boltzmann, dada por
Trabalho em uma Variação de Volume Isotérmica O trabalho realizado por um gás ideal durante uma variação isotérmica (a uma temperatura constante) de um volume Vi para um volume V f é dado por Pressão, Temperatura e Velocidade Molecular A pressão exercida por n mols de um gás ideal, em termos da velocidade das moléculas do gás, é dada por
em que é a velocidade média quadrática das moléculas do gás. De acordo com a Eq. 19-5,
Temperatura e Energia Cinética A energia cinética de translação média K por molécula méd
em um gás ideal é dada por
Livre Caminho Médio O livre caminho médio λ de uma molécula em um gás é a distância média percorrida pela molécula entre duas colisões sucessivas e é dado por
em que N/V é o número de moléculas por unidade de volume e d é o diâmetro da molécula. Distribuição de Velocidades de Maxwell A distribuição de velocidades de Maxwell P(v) é uma função tal que P(v) dv é a fração de moléculas com velocidades em um intervalo dv no entorno da velocidade v:
Três medidas da distribuição de velocidades das moléculas de um gás são
e a velocidade média quadrática definida pela Eq. 19-22.
Calores Específicos Molares O calor específico molar C de um gás a volume constante é V definido como
em que Q é o calor cedido ou absorvido por uma amostra de n mols de um gás, ΔT é a variação de temperatura resultante e ΔE é a variação de energia interna. Para um gás ideal int monoatômico,
O calor específico molar C P de um gás a pressão constante é definido como