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
65. Um gás diatômico cujas moléculas apresentam rotação, mas não oscilam, perde 90 J de calor. A
perda de energia interna do gás será maior se o processo for à pressão constante ou a volume
constante?
(Pág. 230)
Solução.
No processo a volume constante, o trabalho executado pelo gás é nulo. Logo:
∆Eint,V = Q − W = Q − 0 = Q
∆Eint,V =
−90 J
No processo à pressão constante, teremos:
∆Eint, p = Q − W = Q − p∆V = Q − nR∆T
(1)
(2)
Em qualquer processo envolvendo gás ideal vale a seguinte relação:
 f 
∆Eint =∆Eint, p =nCV ∆T =n  R  ∆T
2 
Na equação acima, f corresponde ao número de graus de liberdade associado ao gás. No presente
caso, o gás diatômico apresenta 3 graus de liberdade translacional e 2 rotacionais, ou seja, f =5.
Logo:
5
∆Eint, p = nR∆T
2
2
(3)
nR∆T = ∆Eint, p
5
Substituindo-se (3) em (2):
2
∆Eint, p = Q − ∆Eint, p
5
5
5
∆Eint, p =
Q=
−64, 28 J
( −90 J ) =
7
7
(4)
∆Eint, p ≈ −64 J
Comparando-se (1) e (4), vemos que a maior perda de energia interna se dará no processo a volume
constante. Isto não deveria surpreender o aluno. No processo a volume constante nenhuma energia é
gasta com trabalho de expansão. Logo toda a variação de energia aparece na forma de variação da
energia interna do gás. Nos processos que ocorrem a volume constante, tanto expansão como
contração, trabalho e calor têm sempre sinais opostos e, portanto, tendem a tornar menor o valor
absoluto da variação da energia interna do processo.
________________________________________________________________________________________________________
Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 21 – A Teoria Cinética dos Gases
1