Termodinâmica de Gases Ideais

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Aula 05 
Cinética dos Gases 
(continuação) 
A energia interna Eint de um gás ideal é função apenas da 
temperatura do gás (não depende de outras variáveis). 
Calor Específico Molar de um Gás Ideal 
Vamos considerar inicialmente um gás monoatômico: 
Energia Interna: 
Calor Específico Molar a Volume Constante: 
(qualquer gás) 
Calor Específico Molar de um Gás Ideal 
Indo além: 
Volume Constante: 
(1ª Lei) 
(gás monoatômico) 
Calor Específico Molar de um Gás Ideal 
Generalizando: 
Uma variação da energia interna Eint de um gás ideal confinado 
depende apenas da variação de temperatura do gás. 
Em outras palavras, não depende do tipo de processo responsável 
pela variação de temperatura. 
Calor Específico Molar a Pressão Constante: 
(qualquer gás) 
Calor Específico Molar de um Gás Ideal 
Indo além: 
(1ª Lei) 
Pressão Constante: 
Graus de Liberdade e Calores Específicos Molares 
Toda molécula tem um certo número f de graus de 
liberdade, que são formas independentes pelas quais a 
molécula pode armazenar energia. 
A cada grau de liberdade 
está associada (em média) 
uma energia de ½ kT por 
molécula. 
Efeitos Quânticos 
Exemplo: H2 (gás diatômico) 
Resumindo 
1ª Lei da Termodinâmica Trabalho: Lei dos Gases Ideais 
(volume constante) 
(pressão constante) 
Exercício 1: 
 
Uma bolha de 5,0 mols de hélio está submersa em água a uma certa 
profundidade quando a água (e, portanto, o hélio) sofre um aumento 
de temperatura ΔT de 20,0 ºC a pressão constante. Em consequência, 
a bolha se expande. O hélio é monoatômico e se comporta como um 
gás ideal. 
 
a) Qual é a energia recebida pelo hélio na forma de calor durante 
esse aumento de temperatura? 
b) Qual é a variação ΔEint da energia interna do hélio durante o 
aumento de temperatura? 
c) Qual é o trabalho W realizado pelo hélio ao se expandir contra a 
pressão da água ao redor durante o aumento de temperatura? 
Exercício 2: 
 
Um sistema, constituído de 0,32 mol de um gás monoatômico, ocupa 
um volume de 2,2 L a pressão de 2,4 atm, como representado na 
figura pelo ponto A. O sistema é conduzido através de um ciclo 
formado por três processos, sendo o primeiro processo realizado a 
pressão constante, o segundo a volume constante e o terceiro a 
temperatura constante. 
a) Qual é a temperatura nos 
pontos A, B e C? 
b) Determine W, Q e ΔEint para 
cada processo e para o ciclo 
inteiro. 
Expansão Adiabática de um Gás Ideal 
Processo Adiabático: 
onde definimos 
Expansão Adiabática de um Gás Ideal 
Demonstração: 
(1ª Lei) 
(Lei dos Gases Ideais) 
Encontramos: 
Exercício 3: 
 
No exemplo 19-2 (Halliday - 8ª ed), um mol de oxigênio (considerado 
um gás ideal) se expande isotermicamente (a 310 K) de um volume 
inicial de 12 L para um volume final de 19 L. Qual seria a 
temperatura final se o gás tivesse se expandido adiabaticamente até 
esse mesmo volume final? O oxigênio (O2) é um gás diatômico e, 
nesse caso, possui rotação mas não oscilação. 
	Aula 05�Cinética dos Gases�(continuação)
	Calor Específico Molar de um Gás Ideal
	Calor Específico Molar de um Gás Ideal
	Calor Específico Molar de um Gás Ideal
	Calor Específico Molar de um Gás Ideal
	Graus de Liberdade e Calores Específicos Molares
	Efeitos Quânticos
	Resumindo
	Número do slide 9
	Número do slide 10
	Expansão Adiabática de um Gás Ideal
	Expansão Adiabática de um Gás Ideal
	Número do slide 13