Física Experimental III
Capacidade Térmica do
Ar a Volume Constante
Capacidade Térmica dos Gases I
Para todas as substâncias que se expandem no aquecimento, a capacidade térmica a
pressão constante Cp é maior que a capacidade térmica a volume constante Cv. Quando se
adiciona calor a um gás a volume constante, não se realiza trabalho sobre ele (W = 0).
Portanto:
Qv = Δ U + W = Δ U = C v Δ T
Cv =
dU
dT
A capacidade térmica a volume constante é a taxa de variação da energia interna com a
temperatura. A capacidade térmica a pressão constante é:
C p = C v + nR
Capacidade Térmica dos Gases II
A previsão para o gás ideal
Cp – Cv = R = 8,31 J/mol.K é bem
verificada para a maioria dos
gases.
Note que Cv é aproximadamente
1,5R para os gases monoatômicos,
2,5R para os diatômicos e maior
que 2,5R para os poliatômicos.
Teorema da Equipartição da Energia
Quando uma substância estiver em equilíbrio térmico, a energia média associada a cada
grau de liberdade é igual RT/2 por mol.
No caso de uma molécula monoatômica,
existem três graus de liberdade.
U =
3
RT
2
→ Cv =
Nos sólidos, existem 6 graus de liberdade.
3
R
2
Moléculas diatômicas possuem cinco
graus de liberdade
C = 6×
Cv =
5
R
2
R
= 3R
2
Lei de Dulong-Petit
Experimento – Determinação do Cv do Ar
manômetro
chave do circuito
garrafão de 10 litros