Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE
JANEIRO, 1996.
FÍSICA 2
CAPÍTULO 21 - A TEORIA CINÉTICA DOS GASES
61. 20,9 J de calor são adicionados a um certo gás ideal. Como resultado, seu volume aumenta de
50,0 para 100 centímetros cúbicos, enquanto a pressão permanece constante (1,00 atm). (a)
Qual a variação na energia interna do gás? (b) Se a quantidade de gás presente for de 2,00 ×
10−3 mol, calcule o calor específico molar à pressão constante. (c) Calcule o calor específico
molar a volume constante.
(Pág. 229)
Solução.
O processo termodinâmico pode ser representado pelo seguinte gráfico pV:
p
p0
V
V0
V
(a) A variação da energia interna do gás pode ser calculada diretamente da primeira lei da
termodinâmica:
∆Eint = Q − W = Q p − p0 ∆V = ( 20,9 J ) − (1, 01×105 Pa )( 50 ×10−6 m3 ) = 15,85 J
∆Eint ≈ 16 J
(b) Sejam as seguintes relações:
Q
=
nC p ∆T
p
p∆V = nR∆T
A razão entre estas equações resulta em:
Qp
Cp
=
p∆V
R
=
Cp
Qp R
=
p∆V
( 20,9 J )(8,314 J/K.mol=
)
(1, 01×10
5
Pa )( 50 ×10−6 m3 )
34, 4084 J/K.mol
C p ≈ 34 J/K.mol
(c) A relação entre os calores específicos à pressão e a volume constantes é:
CV = C p − R =
( 34, 4084 J/K.mol ) − (8,314 J/K.mol ) =
26, 0944 J/K.mol
CV ≈ 26 J/K.mol
________________________________________________________________________________________________________
Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 21 – A Teoria Cinética dos Gases
1