20.9 J de calor são adicionados a um certo gas ideal

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Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
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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 
 
61. 20,9 J de calor são adicionados a um certo gás ideal. Como resultado, seu volume aumenta de 
50,0 para 100 centímetros cúbicos, enquanto a pressão permanece constante (1,00 atm). (a) 
Qual a variação na energia interna do gás? (b) Se a quantidade de gás presente for de 2,00 × 
10−3 mol, calcule o calor específico molar à pressão constante. (c) Calcule o calor específico 
molar a volume constante. 
 (Pág. 229) 
Solução. 
O processo termodinâmico pode ser representado pelo seguinte gráfico pV: 
 
(a) A variação da energia interna do gás pode ser calculada diretamente da primeira lei da 
termodinâmica: 
 ( ) ( )( )5 6 3int 0 20,9 J 1,01 10 Pa 50 10 m 15,85 JpE Q W Q p V −∆ = − = − ∆ = − × × = 
 int 16 JE∆ ≈ 
(b) Sejam as seguintes relações: 
 p pQ nC T= ∆ 
 p V nR T∆ = ∆ 
A razão entre estas equações resulta em: 
 p p
Q C
p V R
=
∆
 
 ( )( )
( )( )5 6 3
20,9 J 8,314 J/K.mol
34,4084 J/K.mol
1,01 10 Pa 50 10 m
p
p
Q R
C
p V −
= = =
∆ × ×
 
 34 J/K.molpC ≈ 
(c) A relação entre os calores específicos à pressão e a volume constantes é: 
 ( ) ( )34,4084 J/K.mol 8,314 J/K.mol 26,0944 J/K.molV pC C R= − = − =  
 26 J/K.molVC ≈ 
 
p
p0
VVV0