Verificação da diferença de capacidade calorífica entre dois gases

Descrição do Exercício:

Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na Figura do Enunciado. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores , como mostrado no gráfico na Figura do Enunciado. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V.

A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar:
A) maior pressão de vapor.
B) menor massa molecular.
C) maior compressibilidade.
D) menor energia de ativação.
E) menor capacidade calorífica.

Figura do Enunciado
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A Equação de Clapeyron é:

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Onde P é a pressão do gás, V é o volume, n é a quantidade de mols, R é a constante universal dos gases perfeitos e T é a temperatura.

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Mantidos constantes a pressão e o número de mols, quando se eleva a temperatura T, o volume também se eleva e vice-versa (transformação isobárica).

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Na experiência do enunciado, o êmbolo é móvel, com um peso em cima (logo a pressão é constante) e a quantidade de gás não varia (logo o número de mols é constante).

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Para a mesma quantidade de calor, o gás M eleva o objeto a uma altura maior, pois tem a sua temperatura elevada a um valor maior do que o gás V, logo o gás M tem uma capacidade calorífica (isto é, de reter calor sem aumentar a sua temperatura) menor do que a do gás V.

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Vamos analisar cada uma das alternativas.

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Alternativa A: Falsa. O que ocorre no experimento é uma transformação isobárica.

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Alternativa B: Falsa. Mesmo se a massa molecular do gás M for menor ainda há as ligações intermoleculares que podem influenciar na elevação de temperatura do gás.

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Alternativa C: Falsa. O que ocorre no experimento é uma transformação isobárica. Além disso, com uma maior compressibilidade, seria menor.

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Alternativa D: Falsa. O que ocorre no experimento é uma transformação isobárica.

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Alternativa E: Verdadeira. Uma menor capacidade calorífica implica que com a mesma quantidade de calor, a temperatura do gás se eleva mais e, como a transformação é isobárica, o volume do gás se eleva mais.

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A Resposta é a Letra E.

enviado por Carlos Humberto de Oliveira em

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