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Exerício de Física Básica II - Moysés - 188

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11.10 Questão 10
1 mol
2x mol: monoatômicas
1− x mol: diatômicas
Figura 19: Veja que cada molécula diatômica dissociada gera DUAS moléculas monoatômicas.
Ou seja, se uma fração x do total de moléculas iniciais é dissociada, então surge uma fração 2x
(do total inicial) de moléculas monoatômicas, após a dissociação. Já para as diatômicas esse
número se torna 1− x.
ntotal = nmono + ndi = 2x+ (1− x) = (x+ 1)mol
Ou seja, a fração de moléculas monoatômicas é:
fmono =
nmono
ntotal
=
2x
x+ 1
E a fração de moléculas diatômicas é:
fdi =
ndi
ntota
=
1− x
x+ 1
Agora, para determinar o γ equivalente adotaremos o seguinte racioćınio: ire-
mos calcular como cada um dos diferentes tipos de moléculas contribui para a
energia interna total do sistema (Lembre-se que moléculas monoatômicas possuem
q = 3 graus de liberdade, já as diatômicas possuem cinco). Assim, podemos es-
crever a energia interna da porção de gás constúıda de moléculas monoatômicas
como:
Umono =
(
3
2
RT
)
fmono = (3RT )
x
x+ 1
Para as moléculas diatômicas:
Udi =
(
5
2
RT
)
fdi =
(
5
2
RT
)
1− x
x+ 1
A energia interna do gás com capacidade térmica equivalente Cveq é:
Ueq = CveqT
Como tanto Umono e Udi contribuem para a energia interna do gás, basta somar
as duas quantias e igualar à energia interna equivalente, encontrando a capacidade
térmica equivalente em termos de x:
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