Um gas fiatomico cujas moleculas apresentam

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
________________________________________________________________________________________________________ 
Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 21 – A Teoria Cinética dos Gases 
1 
 
 
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: 
 int, 0VE Q W Q Q∆ = − = − = 
 int, 90 JVE∆ = − (1) 
No processo à pressão constante, teremos: 
 int, pE Q W Q p V Q nR T∆ = − = − ∆ = − ∆ (2) 
Em qualquer processo envolvendo gás ideal vale a seguinte relação: 
 int int, 2p V
fE E nC T n R T ∆ = ∆ = ∆ = ∆ 
 
 
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: 
 int,
5
2p
E nR T∆ = ∆ 
 int,
2
5 p
nR T E∆ = ∆ (3) 
Substituindo-se (3) em (2): 
 int, int,
2
5p p
E Q E∆ = − ∆ 
 ( )int,
5 5 90 J 64,28 J
7 7p
E Q∆ = = − = −  
 int, 64 JpE∆ ≈ − (4) 
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.