Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

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fl 1m 1u1n1: 11tar o energia 1ntcn1, 1 PARTE 2
A TEORIA CINÉTICA DOS GASES 245
crás? (e) Qual~~ trabalho re~'llizado_pelo gás? (d) Qual é O auinento
• •5 3 Suponha que 4.00 mols de u1n gás ideal diatôrnico, co1n rotação
molecular, mas sem oscilação, sofrem um au1nento de te1n­
e roia cineuca de rotaçao do gas?
da ene e
•• 44 Uin mol de u1n g~s ideal diatômico vai de a a e ao longo da peratura de 60,0 K em condições de pressão constante. Qual é (a)
. tória diagonal na Fig. 19-25. A escala do eixo vertical é defitraJe
a energia Q transferida na forma de calor, (b) a variação ó.Eini da
·da por p 1 == 5,0 kPa e /Jc = 2,0 kPa; a escala do eixo horizontal energia interna do gás. (c) o trabalho W realizado pelo gás e (d) a
n1 , "' 3
, definida por Vh, = 4,0 1n e Vª = 2,0 1n 3 • Durante a u·ansição, (a) variação !:::.K da energia cinética de translação do gás?
e uai é a variação da energia interna do gás e (b) qual é a energia
qdicionada ao gás na f or1na de calor? ( c) Que calor é necessário para Seção 19-11 A Expansão Adiabática de um Gás Ideal
:ue O gás vá de a a e ao longo da trajetória indireta abc?
• 54 Sabeinos que p VY = constante nos processos adiabáticos. Calcule
a "constante" para um processo adiabático envolvendo exatamente
2,0 mols de um gás ideal que passa por u1n estado no qual
a pressão é exatamente p = 1,0 atm e a temperatura é exatamente
T == 300 K. Suponha que o gás é diatômico e que as 1noléculas giram,
e
mas não oscilam.
\ln lfbc
•55 Um certo gás ocupa u1n volume de 4,3 La uma pressão de 1,2
atm e uma temperatura de 31 O K. O gás é comprimido adiabaticamente
Volume (m 3 )
figura 19-25 Problema 44.
para um volume de 0,76 L. Determine (a) a pressão final e
(b) a temperatura final, supondo que o gás é ideal e que 'Y = 1,4.
•56 Suponha que 1,00 L de um gás com y = 1,30, inicialmente a
273 K e 1,00 atm, é comprimido adiabaticamente, de forma brusca,
••45 A massa da molécula de um gás pode ser calculada a paitir
para metade do volume inicial. Determine (a) a pressão final e (b)
do calor específico a volume constante cv. (Note que não se trata
a temperatura final. (c) Se, em seguida, o gás é resfriado para 273
de Cv,) To1ne Cv == 0,075 cal/g · Cº para o argônio e calcule (a) a
K à pressão constante, qual é o volume final?
massa de um átomo de argônio e (b) a massa molar do argônio.
••57 O volume de uma amostra de um gás ideal é reduzido adiabaticamente
de 200 L para 74,3 L. A pressão e temperatura iniciais
••46 A temperatura de 2,00 mols de um gás ideal monoatômico é
aumentada de 15,0 K à pressão constante. Determine (a) o trabalho
são 1,00 atm e 300 K. A pressão final é 4,00 atm. (a) O gás é monoatômico,
diatômico ou poliatômico? (b) Qual é a temperatura final?
W realizado pelo gás, (b) a quantidade Q de calor transferida para
o gás, (c) a variação Mini da energia interna do gás e (d) a variação
( c) Quantos mols do gás existem na amostra?
/::.K da energia cinética média por átomo.
•• 58 ~ Abrindo urna garrafa de chanzpanha. Em uma garrafa
••47 A temperatura de 2,00 mols de um gás ideal monoatômico é de champanha, o bolsão de gás (dióxido de carbono, p1incipalmente)
aumentada de 15,0 K a volume constante. Determine (a) o trabalho que fica entre o líquido e a rolha está a uma pressão P; = 5,00 at12'1.
W realizado pelo gás, (b) a quanti~a~e Q de calo_r transferida_ P8_:ª Quando a rolha é removida da garrafa, o gás sofre uma exp~nsao
o gás, (c) a variação M ini da energia interna do gas e (d) a vanaçao adiabática até que sua pressão se tome igual à pressão ambiente,
/::.K da energia cinética média por átomo.
••48 Quando 20 9 J foram adicionados na forma de calor a um
certo gás ideal, o ~olume do gás variou de 50,0 cm 3 para 100 cm 3
enquanto a pressão permaneceu em 1,00 atm. (a) De quanto variou
a energia interna do gás? Se a quantidade de gás presente era
2,00 X 10- 3 mol, determine (b) Cp e (c) Cv.
1,00 atm. Suponha que a razão entre os calores específicos molares
é 'Y = 4/3. Se a temperatura inicial do gás é T, = 5,00ºC, qual é a
temperatura do gás no fim da expansão adiabática?
••59 A Fig. 19-26 mostra duas trajetórias que podem ser se~uid~s
por um gás de um ponto inicial i até um ponto finalf A traJet6r1~
1 consiste em uma expansão isotérmica ( o módulo do trabalho e
••49 Um recipiente contém uma mistura · de três gases não reagen- 50 J), uma expansão adiabática (o módulo de trabalho é 40 J), u1na
,
tes: 2.40 mols do gás 1 com Cv 1 = 12,0 J/mol · K, 1 , 50 ~ois ~º iª;
compressão isotérmica (o módulo do trabalho é 30 J) e uma comressão
adiabática (o módulo do trabalho é 25 J). Qual é a variação
2 com c~'2 = 12,8 J/mol · K e 3,20 mols do gás 3 com VJ - 2
'
~a energia interna do gás quando vai do ponto i ao ponto f seguindo
J/mol · K. Qual é o Cv da mistura?
a trajetória 2?
Ser.:ao 19-9 Graus de Liberdade e Calores
p .
1
Específicos Molares
á d"atômico que se expande
'50 Fornecemos 70 J de calor a um g s 1 . ' -ao oscila1n.
a J , .,,..,-Trajetória 1
1 do gás 01ra1n mas n,
prc\'>ào constante. As mo ecu as O ? '
-Isoterma
IJc quanto a energia interna do gás aumenta·
_
• A • (O ) é aquecido a pressao
"61 fJuando 1,0 rnol de gás oxige? 1 º y
e Je calor deve ser adicio-
Trajetória
1\diab,ilica
9
1:on~tantc a partir <lc OºC. que quanti<lad .·) (As moléculas giram,
na 1 JJ ao gás para que o volume dobre deva 01