Calor específico molar- mono, di e poliatomico

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7 Lista de exercícios 
1) A temperatura e a variação da energia interna ∆Eint de um gás ideal, aumenta, diminui 
ou permanece a mesma durante: a) uma expansão isotérmica, b) uma expansão à 
pressão constante, c) uma expansão adiabática e d) um aumento de pressão à volume 
constante. 
2) No digrama p-V da figura 1, o gás realiza 5 J de trabalho quando percorre a isoterma ab 
e 4 J quando percorre a adiabática bc. Qual é a variação de energia interna do gás entre 
os pontos a e c? 
 
Figura 1 
 
3) A figura 2 mostra três isotermas com temperaturas de 400, 500 e 700K. Calcule a 
variação da energia interna para cada uma das trajetórias. Suponha que um mol de um 
gás ideal monoatômico realiza estas diferentes trajetórias. 
 
 
4) A variação da energia interna de um gás ideal monoatômico é ∆𝐸𝐸𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 =
3
2
𝑖𝑖𝑛𝑛�𝑇𝑇𝑓𝑓 − 𝑇𝑇𝑖𝑖�. 
a) ∆Eint depende do processo ou caminho seguido do estado inicial até o estado final? 
explique. b) É possível escrever ∆Eint em função de CV? Se sim qual seria a relação? c) 
É possível escrever ∆Eint em função de Cp? Se sim qual seria a relação? 
5) Para que haja um aumento de temperatura ∆T1 , uma certa quantidade de um gás ideal 
monoatômico requer 30 J (de calor) quando o gás é aquecido a volume constante e 50 J 
(de calor) quando o gás é aquecido à pressão constante. Qual é o trabalho realizado pelo 
gás na segunda situação? 
 
6) A capacidade térmica a volume constante de certa quantidade de gás monoatômico é 
49,8 J/K. a) Determine o número de mols do gás (Dica: lembrar que 𝐶𝐶
𝑖𝑖
= 𝐶𝐶𝑉𝑉 à volume 
constante). b) Qual é a energia interna do gás à T = 300 K? c) Qual é sua capacidade 
térmica a pressão constante? (Dica: lembrar que 𝐶𝐶
𝑖𝑖
= 𝐶𝐶𝑃𝑃 à pressão constante). 
7) A capacidade térmica à pressão constante de uma amostra de um gás ideal 
monoatômico supera a capacidade térmica a volume constante em 29,1 J/K. Quantos 
mols do gás estão presentes? 
8) Um mol de um gás ideal monoatômico está inicialmente a 273 K e 1 atm. a) Qual é a 
energia interna inicial do gás? b) Determine o trabalho realizado pelo gás quando 500 J 
de calor são absorvidos por ele à pressão constante. Qual é a energia interna final do 
gás? c) Determine o trabalho realizado pelo gás quando 500 J de calor são absorvidos 
por ele à volume constante. Qual é a energia interna final do gás? 
9) A temperatura de 3 mols de um gás ideal monoatômico é aumentada em 40°C sem 
mudar a pressão do gás. a) Qual é a energia transferida para o gás na forma de calor? b) 
Qual é a variação da energia interna do gás? c) Qual é o trabalho realizado pelo gás? 
10) A temperatura de 2 mols de um gás ideal monoatômico é aumentada de 15 K a volume 
constante. Determine a) o trabalho realizado pelo gás, b) a quantidade de calor 
transferido para o gás, c) a variação da energia interna do gás. 
11) A temperatura de 2 mols de um gás ideal monoatômico é aumentada de 20 K a pressão 
constante. Determine a) a quantidade de calor transferida para o gás, c) a variação da 
energia interna do gás e a) o trabalho realizado pelo gás. 
12) Um mol de um gás ideal monoatômico vai de a a c ao longo da trajetória diagonal como 
mostrado na figura 7. A escala do eixo vertical é definida por pab = 5kPa e pc = 1 kPa; a 
escala do eixo horizontal é definida por Vbc = 4m3 e Va = 1 m3. Durante a transição a) 
qual é a variação da energia interna do gás e b) qual é a energia adicionada ao gás na 
forma de calor? c) Que calor é necessário para que o gás vá de a a c ao longo da 
trajetória abc? 
 
Figura 
13) Quando 20,9 J foram adicionados na forma de calor a um certo gás ideal (não 
necessariamente monoatômico), o volume do gás variou de 50 cm3 para 100 cm3 
enquanto a pressão permaneceu em 1 atm. a) De quanto variou a energia interna do gás? 
Se a quantidade de gás presente era 2×10-3 mol, determine b) Cp e c) Cv. (1 atm = 
1,013×105 Pa) 
14) Um gás ideal (não necessariamente monoatômico) inicialmente a 300 K é comprimido a 
uma pressão constante de 25 N/m2, de um volume de 3m3 para um volume de 1,8 m3. 
No processo, 75 J são perdidos pelo gás na forma de calor. Qual é a) a variação de 
energia interna do gás? b) Calcule a temperatura final do gás. c) Determine Cp. 
15) Um cilindro contém 0,01 mol de hélio (monoatômico) a uma temperatura T=27°C. a) 
Qual é o calor necessário para aumentar a temperatura para 67°C enquanto o volume 
permanece constante? Faça um desenho do diagrama p-V para esse processo. b) Se, em 
vez de manter o volume constante, a pressão do hélio fosse mantida constante, qual 
seria o calor necessário para aumentar a temperatura de 27°C para 67°C? Faça um 
desenho do diagrama p-V para esse processo. c) Qual é o fator responsável pela 
diferença obtida nos itens a) e b)? Em qual dos dois casos o calor necessário é maior? O 
que ocorre com o calor adicional? d) Caso o sistema fosse um gás ideal, qual seria a 
variação de energia interna da parte a) ? e da parte b)? 
16) O calor Q flui para dentro de um gás ideal monoatômico. O volume do gás aumenta 
enquanto a pressão é mantida constante. Que fração ou porcentagem da energia 
calorífica Q é usada para realizar trabalho de expansão do gás? 
17) Três mols de um gás ideal monoatômico ideal se expandem a uma pressão constante de 
2,5 atm. O volume do gás varia de 3,2×10-2 m3 a 4,5×10-2 m3. a) Calcule a temperatura 
inicial e final do gás. b) Calcule a quantidade de trabalho que o gás realiza ao se 
expandir. c) Calcule a quantidade de calor fornecida ao gás. d) Calcule a variação da 
energia interna do gás. (1 atm = 1,013×105 Pa)