Notas de Aula de Física



Documentos relacionados
CAPÍTULO 9 COORDENADAS POLARES

Lista 3 - Resolução. 1. Verifique se os produtos abaixo estão bem definidos e, em caso afirmativo, calcule-os.

Lista de Exercícios 9 Grafos

MECANISMOS DE REAÇÕES

Primeira Prova de CTC-20 Estruturas Discretas 24/09/2009 Prof. Carlos Henrique Q. Forster

MATEMÁTICA A - 12o Ano Funções - Teorema de Bolzano Propostas de resolução

= 1, independente do valor de x, logo seria uma função afim e não exponencial.

RESOLUÇÃO DE EQUAÇÕES POR MEIO DE DETERMINANTES

Notas de Aula de Física

PROPRIEDADES DO ELIPSÓIDE

Prova de Conhecimentos Específicos 1 a QUESTÃO: (3,0 pontos)

Grafos. Luís Antunes. Grafos dirigidos. Grafos não dirigidos. Definição: Um grafo em que os ramos não são direccionados.

Expressão Semi-Empírica da Energia de Ligação

Geometria Espacial (Exercícios de Fixação)

Resoluções dos exercícios propostos

ERROS ESTACIONÁRIOS. Controle em malha aberta. Controle em malha fechada. Diagrama completo. Análise de Erro Estacionário CONSTANTES DE ERRO

Sinais e Sistemas Mecatrónicos

Adição dos antecedentes com os consequentes das duas razões

VARIÁVEIS ALEATÓRIAS CONTÍNUAS. Vamos agora estudar algumas variáveis aleatórias contínuas e respectivas propriedades, nomeadamente:

Cálculo Diferencial II Lista de Exercícios 1

Conteúdo PCS Aula 12 Modelos de Rede e Algoritmo do Fluxo Máximo. Líria Sato Professor Responsável. 5.1 Modelos de rede. 5.

Considere a junção representada na Fig.1. Admita que as linhas bifilares são ideais (sem 2 (3)

MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA INFORMÁTICA E COMPUTAÇÃO EIC0011 MATEMÁTICA DISCRETA

Semelhança e áreas 1,5

MAC0328 Algoritmos em Grafos AULA 1. Edição MAC0328 Algoritmos em Grafos. Administração MAC0328 MAC0328

10.7 Área da Região Limitada por duas Funções Nesta seção, consideraremos a região que está entre os gráficos de duas funções.

Material Teórico - Módulo Triângulo Retângulo, Lei dos Senos e Cossenos, Poĺıgonos Regulares. Razões Trigonométricas no Triângulo Retângulo.

Módulo 03. Determinantes. [Poole 262 a 282]

Desvio do comportamento ideal com aumento da concentração de soluto

c.c. É a função que associa a cada x X(S) um número f(x) que deve satisfazer as seguintes propriedades:

Recordando produtos notáveis

Aulas práticas: Introdução à álgebra geométrica

F-128 Física Geral I. Aula exploratória-09b UNICAMP IFGW F128 2o Semestre de 2012

MAC0328 Algoritmos em Grafos. Administração. MAC328 Algoritmos em Grafos. Página da disciplina: ~ am/328. Livro:

PROVA EXTRAMUROS (ii) A Parte I (duas questões dissertativas) corresponde a 25% da pontuação total da prova.

CD CORAÇÃO DA NOIVA - 1. O SENHOR É BOM INTR:E D A/C# C7+ B E D A/C# O SENHOR É BOM C7+ B E SEU AMOR DURA PARA SEMPRE ELE É BOM...

Electromagnetismo e Óptica

AGRUPAMENTO DE ESCOLAS DE MORTÁGUA Geometria Ficha de Trabalho Nº 02 10º Ano

Transporte de solvente através de membranas: estado estacionário

AULA 12. Otimização Combinatória p. 342

Física 1 Capítulo 3 2. Acelerado v aumenta com o tempo. Se progressivo ( v positivo ) a m positiva Se retrógrado ( v negativo ) a m negativa

CÁLCULO I. Denir e calcular o centroide de uma lâmina.

Prova de Conhecimentos Específicos. 1 a QUESTÃO: (1,5 ponto) PROAC / COSEAC - Gabarito. Considere a função f definida por. f(x)=.

NESS-A TOUCH SCREEN 7" C/ MODEM

Disciplina: Programação 1 Professor: Paulo César Fernandes de Oliveira, BSc, PhD. Lista de Exercícios JavaScript 8 (revisão)

+ fotos e ilustrações técnicas de outras usinas

1 Fórmulas de Newton-Cotes

Professora FLORENCE. e) repulsiva k0q / 4d. d) atrativa k0q / 4d. Resposta: [A]

Problema do Caixeiro Viajante. Solução força bruta. Problema do Caixeiro Viajante. Projeto e Análise de Algoritmos. Problema do Caixeiro Viajante

4.21 EXERCÍCIOS pg. 176

Uniforme Exponencial Normal Gama Weibull Lognormal. t (Student) χ 2 (Qui-quadrado) F (Snedekor)

MÉTODOS MATEMÁTICOS 2 a Aula. Claudia Mazza Dias Sandra Mara C. Malta

Física A Semi-Extensivo V. 3 Exercícios

RADIOPROPAGAÇÃO MEEC 2007/2008

Aula de solução de problemas: cinemática em 1 e 2 dimensões

Modelagem da Cinética. Princípios da Modelagem e Controle da Qualidade da Água Superficial Regina Kishi, 10/10/2014, Página 1

Teoria dos Grafos Aula 11

Otimização em Grafos

CASA DE DAVI CD VOLTARÁ PARA REINAR 1. DEUS, TU ÉS MEU DEUS. E B C#m A DEUS, TU ÉS MEU DEUS E SENHOR DA TERRA

a x Solução a) Usando a Equação de Schrödinger h m

PROVA G3 FIS /06/2009 FLUIDOS E TERMODINÂMICA

CAPÍTULO 6: UMIDADE DO AR

Interpretação Geométrica. Área de um figura plana

CONTINUIDADE A idéia de uma Função Contínua

Física Teórica II. 2ª Lista 2º semestre de 2015 ALUNO TURMA PROF. NOTA:

CÁLCULO I. 1 Funções denidas por uma integral

VI.1.1 DIFUSÃO EM FASE LÍQUIDA: 1- SOLUTO NÃO ELETROLÍTICO EM SOLUÇÕES LÍQUIDAS DILUÍDAS: EQUAÇÃO DE Wilke e Chang (1955):

MATRIZES. Matriz é uma tabela de números formada por m linhas e n colunas. Dizemos que essa matriz tem ordem m x n (lê-se: m por n), com m, n N*

Lista de Exercícios de Física II - Gabarito,

ELECTROMAGNETISMO. TESTE 1 17 de Abril de 2010 RESOLUÇÕES. campo eléctrico apontam ambas para a esquerda, logo E 0.

Experiência n 2 1. Levantamento da Curva Característica da Bomba Centrífuga Radial HERO

Universidade de São Paulo Instituto de Física

hc m 6, ms cin máx 2 max max φ =1,85eV = 2,96.10 J 5-1 q(c) V(V) = E(J) 1 ev = 1q(C) V = 1, CV = 1, J -19 a) E Como

TÓPICOS. Melhor aproximação. Projecção num subespaço. Mínimo erro quadrático.

Professores Edu Vicente e Marcos José Colégio Pedro II Departamento de Matemática Potências e Radicais

ss rt çã r s t à rs r ç s rt s 1 ê s Pr r Pós r çã str Pr ss t át r t çã tít st r t

A Função Densidade de Probabilidade

CÁLCULO I. 1 Área entre Curvas. Objetivos da Aula. Aula n o 24: Área entre Curvas, Comprimento de Arco e Trabalho. Calcular área entre curvas;

Em cada ciclo, o sistema retorna ao estado inicial: U = 0. Então, quantidade de energia W, cedida, por trabalho, à vizinhança, pode ser escrita:

As questões de 31 a 34 referem-se ao texto abaixo.

a) 10 x 10 2 V b) 6 x 10 2 V c) 8 x 10 2 V d) 1,5 x 10 2 V e) 2 x 10 2 V

Vestibular UFRGS 2013 Resolução da Prova de Matemática

Trabalhando-se com log 3 = 0,47 e log 2 = 0,30, pode-se concluir que o valor que mais se aproxima de log 146 é

1. GRANDEZAS FÍSICAS 2. VETORES 3. SOMA DE VETORES Regra do Polígono Grandezas Escalares Grandezas Vetoriais DATA: NOME: TURMA:

Fontes Bibliográficas. Estruturas de Dados Aula 15: Árvores. Introdução. Definição Recursiva de Árvore

DIAGRAMA DE INTERLIGAÇÃO DE AUTOMAÇÃO EXXA -SL

Unidade VII - Teoria Cinética dos Gases

1º semestre de Engenharia Civil/Mecânica Cálculo 1 Profa Olga (1º sem de 2015) Função Exponencial

DIAGRAMA DE INTERLIGAÇÃO DE AUTOMAÇÃO NESS LRC MULTILINHAS C/ IHM

Neste modelo o gás é estudado de uma forma microscópica, onde a temperatura, a pressão e a. o resultado do movimento dos átomos e moléculas.

Matemática Aplicada. A Mostre que a combinação dos movimentos N e S, em qualquer ordem, é nula, isto é,

Cinemática de uma Partícula Cap. 12

PROVA MATRIZ DE MATEMÁTICA EFOMM-2009

GRAVITAÇÃO UNIVERSAL

Comprimento de arco. Universidade de Brasília Departamento de Matemática

1 As grandezas A, B e C são tais que A é diretamente proporcional a B e inversamente proporcional a C.

Área entre curvas e a Integral definida

4.1 Método das Aproximações Sucessivas ou Método de Iteração Linear (MIL)

S is tem a de G es tã o da Qua lida de. S egura n ça do T ra ba lho

Modelos Determinísticos

Transcrição:

rsão rliminr mrço 4 Nots ul Físic. EORI CINÉIC DOS GSES... UM NO MNEIR DE ER OS GSES... O NÚMERO DE OGDRO... GSES IDEIS... rblho com tmrtur constnt... CÁLCULO CINÉICO D PRESSÃO... ENERGI CINÉIC DE RNSLÇÃO... 6 PERCURSO LIRE MÉDIO... 6 DISRIUIÇÃO DE ELOCIDDES MOLECULRES... 7 CLORES ESPECÍFICOS MOLRES DE UM GÁS IDEL... 9 nrgi intrn E IN... 9 Clor scífico molr olum constnt C... 9 Clor scífico molr rssão constnt C P... Rlção ntr C C P r um gás il... RNSFORMÇÃO DIÁIC DE UM GÁS IDEL... SOLUÇÃO DE LGUNS PROLEMS............ 5... 5 5... 6 6... 7 7... 7 9... 8... 8 7... 9 8...... 6... 4... 45... 47... 57... 4 6... 4

Prof. Romro rs Sil. ori Cinétic os Gss Quno consirmos um gás contio m um rciint omos nlisá-lo um mnir globl usno rmoinâmic, clculr s sus roris mcroscóics tis como tmrtur, rssão, olum tc. Por outro lo, s quisrmos ntnr os orquês o comortmnto mcroscóico, mos nlisr os constituints st gás, como ls intrgm ntr si como intrgm com s rs o olum qu os contém. Um no mnir r os Gss Os gss são constituíos quns ntis, qu om sr átomos, moléculs ou mbos. El srá um gás monotômico quno comosto ns átomos (ou sj: moléculs monotômics) ou um gás olitômico, nno s sus crctrístics molculrs. s moléculs intrgm ntr ls, ss intrção contc os rs, ou sj ls intrgm us us. S nst gás xistirm N moléculs c molécul intrg com tos s outrs N- moléculs. C molécul tr o su moimnto gorno l sgun li Nwton, ortnto tmos N quçõs rfrnts licção ss li, um r c molécul. Como c molécul intrg com s rstnts, o su moimnto irá intrfrir no moimnto tos s outrs, izmos ntão qu sss quçõs stão cols um s outrs. O númro quçõs rsultnt st molo torn su solução numéric imossíl, msmo usno os mlhors comutors contmorânos. O Númro ogro Ms qunts moléculs xistm m um mostr mcroscóic um substânci? mos finir um grnz qu r lir com moléculs, é o mol. Um mol é o númro moléculs qu xistm m g crbono-. Exrimntlmnt s trmin qunts moléculs xistm m um mol, ss é o chmo númro ogro N, N 6,x moléculs Dss moo, já omos rlcionr númro mols númro moléculs N, ou sj: N N N N Gss iis S consirrmos um mostr com g crbono-, trmos nst mtril N 6,x moléculs, s sjrmos usr sgun li Nwton r clculr s trjtóris s moléculs, trmos qu rsolr N quçõs cols. O qu fzr nst situção? roximção mis rástic ossíl srá consirr qu s moléculs não C www.fisic.ufb.br/~romro

Prof. Romro rs Sil intrgm, ls s ignorm, ss moo ls intrgm ns com s rs o rciint qu contém mostr o gás. sr st roximção sr rástic, l s roxim rli m muits situçõs rátics, quno nsi o gás é suficintmnt bix. Nst circunstâncis, um mostr um gás rl s roxim o molo o gás il. rblhos xrimntis com gss iis mostrrm qu rssão, tmrtur olum s rlcionm tl moo qu: R on é o númro mols o gás rsnts n mostr consir R8,J/mol.K é constnt unirsl os gss. qução ntrior é chm qução os gss iis. Por outro lo, s o inés mols stirmos usno o númro moléculs, qução tomrá form N k on N é o númro moléculs o gás rsnts n mostr consir k,8x - J/K é constnt oltzmnn. Po-s notr qu: R R Nk k R R k N N N rblho com tmrtur constnt mos consirr um sistm m contto com um rsrtório térmico. Nsss coniçõs ss sistm o sofrr munçs rssão olum ms mntrá smr msm tmrtur, qu é tmrtur o rsrtório térmico. O trblho rlizo lo sistm é finio como: W if f i 45 4 5 5 5 5,5,75,5,75 > > Ms como o gás é il tmrtur é mnti constnt o logo trnsformção, tmos qu: W if f i f f ( ln ) ( ln ) f lni ln i i Cálculo cinético rssão mos consirr N moléculs um gás il m um rciint m form um cubo rst L consirr os ixos crtsinos rllos s rsts, como n figur à sguir. C www.fisic.ufb.br/~romro

Prof. Romro rs Sil s moléculs ss gás stão continumnt coliino com s rs o rciint. mos nlisr scificmnt colisão um molécul, qu s irig r coliir com r o rciint rll o lno yz qu ss l origm. Quno l coli com r, não contcrá munç ns comonnts y z o momnto linr, ms comonnt x o momnto linr murá sinl, contcrá um rrsão nst moimnto. Estmos consirno qu s colisõs são rfitmnt lástics. rição o momnto r-s-á ns munç comonnt x. f i m x (-m x ) m x - m x x m x y x Sjm s rs o cubo z rniculrs o ixo x. molécul i coliir com fc lr um intrlo tmo t r coliir com fc oost ois coliir nomnt com. O tmo t ncssário r ss molécul ir um fc té outr é o or tl/ x, ss moo: L t t rição o momnto linr um molécul, num intrlo t ntr us colisõs com msm fc o rciint é or: t m L / m L qução ntrior nos á forç qu um molécul xrc n fc consir. Pr s ncontrr forç totl xrci or tos s moléculs, mos consirr s contribuiçõs tos s N moléculs: ( ) m F! L N or: rssão qu sss moléculs xrcrão nrá forç méi srá ( ) F m! L L N on stmos rrsntno o lor méio um grnz or <>. Como s moléculs não são istinguíis, os lors méios s comonnts x c um s moléculs são iguis, ou sj: C www.fisic.ufb.br/~romro 4

Prof. Romro rs Sil (! ) N N Consirno qu nst cubo não xist irção riilgi, os lors méios s irss comonnts srão iguis, ou sj: Y Z como tmos N moléculs nss gás il; Dss moo: N (! ) N N mn ( ) F m! L L N on consirmos qu o olum o cubo é L. Pomos in izr qu: mn Ms Nm é mss totl o gás ois: N é númro moléculs m é mss c molécul. Por outro lo, mss totl tmbém o sr xrss como M ois: é o númro mols M é mss molr. Portnto, usno qução os gss iis: M M s finirmos RMS (RMS root mn squr) ncontrmos qu: RMS M Entrtnto mss molr M é igul o númro ogro zs mss m um molécul MN m, constnt unirsl os gss o sr scrit como RN k, ss moo trmos qu: RMS k m C www.fisic.ufb.br/~romro 5

Prof. Romro rs Sil Enrgi cinétic trnslção Como já foi mncion, m um gás il s moléculs não intrgm, ortnto não xistm nrgi otncil o único tio nrgi ossíl é nrgi cinétic trnslção. nrgi cinétic méi um rtícul é or: K m m m k m K k Prcurso lir méio Entr colisõs sucssis, o moimnto um molécul um gás il é rtilíno uniform. istânci méi qu um molécul rcorr ntr us colisõs sucssis é chmo rcurso lir méio. S tirmos us moléculs iâmtro, ocorrrá um colisão quno os sus cntros s roximrm um istânci. Um scrição quilnt s colisõs ntr moléculs consist m consirr um ls ontul outr com iâmtro, ois colisão ocorrrá quno os sus cntros s roximrm um istânci, como n situção ntrior. S stirmos obsrno um molécul ns sus múltils colisõs, omos consirr qu l tm um iâmtro s outrs são ontuis. S l tm iâmtro loci méi <>, num intrlo tmo t, l trá scrito um cilinro sção rt π comrimnto <>t. S nsi rtículs no gás for n N/, xistirão no cilinro N rtículs, on: N n n (π. <>t) Est númro rtículs N srá xtmnt o <>t númro colisõs num o intrlo tmo t. O rcurso lir méio <L> srá istânci rcorri num intrlo tmo t iiio lo númro colisõs qu contcrá nst trjto. ou in L t t N nπ L N π t nπ C www.fisic.ufb.br/~romro 6

Prof. Romro rs Sil Ess rsulto é ns um rimir roximção, or qu l s bsi n hióts qu tos s moléculs stão m rouso, ns um s mo. Distribuição locis molculrs mos consirr um númro N moléculs qu stão no intrior um rciint olum. s moléculs têm loci ifrnts, ms sss locis s istribum sguno um crctrístic róri. S consirrmos um situção gnéric, on nrgi intrn E c molécul é comost som su nrgi cinétic K mis su nrgi otncil U, ss moo: E m U( x, y, x) função qu xlicit istribuição locis, é istribuição Mxwll- oltzmnn, tm form: E / k f ( E) on é um constnt. Ess constnt o sr trmin s consirrmos qu intgrl função istribuição sr igul o númro moléculs. Quno stmos nlisno um gás il, nrgi otncil é srz, tmos como nrgi intrn ns nrgi cinétic: ortnto: ou sj: ( ) E m m Y f ( ) m ( )/ k Y Zf (, Y Z ) Y Z Z N m / k my / k m Z / k Y Z N or outro lo, sj: Pomos izr qu: ou sj: π Y r u u π u π Y θ r r π ortnto ( ) C www.fisic.ufb.br/~romro 7 π π

Prof. Romro rs Sil logo ortnto m / k πk m m / k my / k m Z / k Y πk m f ( ) N N m πk / N π m m k ( )/ k Y Z Z / N qu: S fizrmos munç riáis r coorns sférics, ncontrrmos m m / k 4π f ( ) 4πN N πk Pomos ntão finir um função istribuição locis F() qu n o móulo o tor loci, ou sj: F( ) 4π m πk m / k Po-s mostrr qu: m-s qu: F( ) F( ) 8k πm k F( ) m,5 F(),,5,,5 5 5 < loci mis roál m um gás é qul n qul função istribuição locis F() é máxim, nsts circunstâncis: F( ) P k m C www.fisic.ufb.br/~romro 8

Prof. Romro rs Sil Clors scíficos molrs um gás il S tirmos um crt mss m um substânci, omos tntr rlcionr qul rição tmrtur qu sofrrá ss mss, quno l bsorr um qunti clor Q. Exist um rlção, qu tm form: Q m c on chmmos grnz c clor scífico. Quno limos com gss, surg ncssi finir um rlção mis scífic qu l m conts s scificis st fluio. Dfinimos o clor scífico olum constnt r rlcionr rição tmrtur qu sofrrá um gás, quno l bsorr um qunti clor Q ; n situção m qu o rciint qu contém o gás é mntio olum constnt. D mnir quilnt, finimos o clor scífico rssão constnt r rlcionr rição tmrtur qu sofrrá um gás, quno l bsorr um qunti clor Q ; n situção m qu o rciint qu contém o gás é mntio rssão constnt nrgi intrn E IN mos consirr um gás il monotômico, ou sj s sus moléculs têm ns um átomo. o níl ss noss scrição Nturz, não stmos consirno strutur intrn os átomos ortnto ls om tr ns um tio nrgi: nrgi ssoci o su moimnto. Dss moo, nrgi totl s N moléculs monotômics qu comõ ss gás trá form: EIN Nk Clor scífico molr olum constnt C Como mnciono ntriormnt, omos finir o clor scífico molr olum constnt como: Q C ou in: Q C Usno rimir li rmoinâmic, tmos qu: E IN Q s consirrmos um trnsformção isoolumétric: ou sj: (E IN ) Q C www.fisic.ufb.br/~romro 9

Prof. Romro rs Sil C Q E IN r um gás il, ncontrmos C R Clor scífico molr rssão constnt C P Como mnciono ntriormnt, omos finir o clor scífico molr rssão constnt como: Q P C P ou in: Q CP Usno rimir li rmoinâmic, tmos qu: E IN Q s consirrmos um trnsformção qu nol um rição tmrtur, ms com o sistm mntio rssão constnt, tmos qu: P E IN P Q P P on lmbrmos qu Q não é um ifrncil xt, í o rnt contr-snso o nolr ris rciis totl, n qução ntrior. Usno s finiçõs um gás il, tmos qu: ou sj: E IN R CP R E IN P C P P R R 5 R Rlção ntr C C P r um gás il mos consirr um sistm formo or mols um gás il, su tmrtur srá umnt té lcnçr us forms ifrnts. s curs qu rrsntm trnsformçõs isotérmics ns us tmrturs mncions C www.fisic.ufb.br/~romro

Prof. Romro rs Sil stão rrsnts no gráfico o lo. rimir trnsformção srá fit olum constnt, o gás i o sto té o sto c. rimir li rmoinâmic iz qu: E IN Q nst cso trmos qu E c Q C, 9, 8, 7, 6, 5, 4,,,,, c,,,5,7,9 b sgun trnsformção srá fit rssão constnt, o gás i o sto té o sto b. rimir li rmoinâmic iz qu: nst cso trmos qu E IN Q E b Q P C P ( ) P Como nrgi intrn um gás il n ns su tmrtur, tmos qu: E c E b ortnto: C C P ( ) P ou sj: R CP C R CP C R rnsformção ibátic um gás il Um xnsão ibátic é crctriz or sr um trnsformção on o sistm não troc clor com s sus izinhnçs. Nsts circunstâncis, tmos ntão qu: ou sj: E Q E C - C Ms or outro, s ifrncirmos qução o gás il ncontrmos qu: R R igulno os trmos m, tmos qu: R C C www.fisic.ufb.br/~romro

ou sj: Prof. Romro rs Sil (C R) C Mostrmos ntriormnt qu r um gás il: logo: ou sj: mos finir γ C P /C C P C R C P C C C P ortnto: γ γ ln ln const ln ln γ γ ( ) ln const C www.fisic.ufb.br/~romro

Prof. Romro rs Sil Solução lguns roblms Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr Um qunti oxigênio ocuno um olum cm 4 C um rssão,x 5 P s xn té um olum 5cm rssão,6x 5 P ) Encontr o númro mols oxigênio no sistm. cm - m 4 C K,x 5 P R 8,4J/mol. K 5 (,x )( ),8x ( 8,4)( ) - mols b) Encontr tmrtur finl o sistm. 5cm,5x - m,6x 5 P 49,74K 9,74 C Cítulo Hlliy Rsnick Eição ntig Um mnômtro mrcúrio slo, tm ois rmos siguis à msm rssão, como mostr figur bixo à squr. ár sção rt o mnômtro é,cm. trés um tornir no funo o mnômtro, mit-s no rciint um olum icionl mrcúrio, igul cm. O níl squr sob 6,cm o níl irit sob 4,cm. Dtrmin rssão. h 5cm H 6cm h cm H 4cm H H - H cm h h H 44cm h h H 6cm h h h H h cm cm H nto n situção inicil como n finl, xist um gás cim o níl P P C www.fisic.ufb.br/~romro

Prof. Romro rs Sil C www.fisic.ufb.br/~romro 4 o líquio, su comosição sr bsicmnt mrcúrio. mos consirr ss gás como il. Dss moo, consirno situção inicil, trmos qu: R R on é o olum ocuo or ss gás é o númro moléculs contio nl. Logo tmos qu: ou in: Dois iciono um olum mrcúrio, s coluns ficrão com níis ifrnts. Usno hirostátic, ormos rlcionr s rssõs m ifrnts ontos o mnômtro. P ρ g H P ρ g H Como s rssõs no msmo níl horizontl o líquio são iguis, subtrímos núltim qução últim ncontrmos qu: ρ g ( H - H ) ρ g H Por outro lo, o gás cim o níl mrcúrio trá um olum isoníl ifrnt situção inicil, srá irso m c rmo o mnômtro. Ou sj: usno qução ntrior, ncontrmos qu: H g H g ρ ρ usno qu ncontrmos qu H g ρ

Prof. Romro rs Sil ou sj: ρg H Lmbrno qu os olums consiros são rts os rmos o mnômtro, qu têm sção rt, ss moo h ortnto: ρg H h h h h h h Usno qu nsi o mrcúrio ρ,6x 4 kg/m ncontrmos qu: Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr,55x 5 N/m,55tm rssão, o olum tmrtur um crto mtril stão rlcionos trés qução: on são constnts. Encontr um xrssão r o trblho rlizo lo mtril s tmrtur rir té nqunto rssão rmnc constnt. O trblho rlizo lo sistm quno l ss um sto r outro é finio como: W como rssão rmnc constnt ( ) nss rocsso, tmos qu: W Usno nênci funcionl mncion: W ( ) [ ] [ ] ( ) ( ) Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr Um rciint ncrr ois gss iis. Dois mols o rimiro gás stão rsnts, com mss molr M.O sguno gás ossui mss molr M M,,5mol st gás stá rsnt. Qu frção rssão totl n r o rciint o sr tribuí o sguno gás? C www.fisic.ufb.br/~romro 5

Prof. Romro rs Sil ( xlicção rssão tori cinétic conuz à scobrt xrimntlmnt rssõs rciis r um mistur gss qu não rgm quimicmnt: rssão totl xrci l mistur é igul à som s rssõs qu os ários gss xrcrim srmnt s c um ls ocuss o rciint sozinho.) M mols M,5mol ( m i ) ( i ) ( M i ) (Mss) (Númro mols) ( Mss molr) i i R ( ) / moo quilnt: / ( ) /,,8 Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr 5 Um bolh r com olum cm stá no funo um lgo 4m rofuni, on tmrtur é 4 C. bolh sob té surfíci, qu stá n tmrtur C. Consir qu tmrtur bolh r é msm qu águ o su ror. Extmnt quno bolh ting surfíci, qul o su olum? i cm x -5 m i 4 C 77K h 4m f C 9K ρ kg/m,x 5 P mos chmr situção inicil quno bolh stá no funo o lgo situção finl quno l lcnç surfíci. mos qu: i ρgh i f f f h i f i mos us quçõs us incógnits, f. i f f i f i f ρgh R i f f i f f i C www.fisic.ufb.br/~romro 6

Prof. Romro rs Sil Ou sj: i f f i ρgh f f i i ρgh cm Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr 6 Um tubo comrimnto L 5m qu stá brto m um xtrmi, contém r rssão tmosféric. El é murro n rticl r ntro um lgo águ oc té qu águ sub té mt o tubo, como mostro n figur o lo. Qul rofuni h xtrmi infrior o tubo? Suonh qu tmrtur é msm m toos os ontos qu não ri com o tmo. L 5m,x 5 P ρ kg/m rssão n surfíci o líquio ntro o tubo, é msm o gás cim st surfíci, é or: f ρ g (h - L/) L/ h on stmos xlicitno qu st é situção L/ finl o tubo. N situção inicil, st tubo stá rssão tmosféric. Como foi ito, tmrtur é msm m toos os ontos não ri com o tmo, tmos qu: i f ff f f f f ou sj: f ρ g (h - L/) ρ g (h - L/) logo: L h ρg,8m i Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr O rciint figur bixo contém um gás il um rssão 5,x 5 P 7 um tmrtur K. El stá ligo or um tubo fino ( um álul fch) o rciint, com qutro zs o olum. O rciint contém, o msmo gás il um rssão,x 5 P um tmrtur 4K. álul é brt r rmitir qu s rssõs s igulm, ms tmrtur c rciint é mnti constnt m sus lors iniciis. Qul srá ntão rssão nos ois rciints? 5x 5 P K x 5 P 4K 4 C www.fisic.ufb.br/~romro 7

Prof. Romro rs Sil C www.fisic.ufb.br/~romro 8 mos clrmnt us situçõs, nts álul sr brt ois qu l foi brt. Dois qu l foi brt xistiu um fluxo gás um rciint r outro moo qu s rssõs form quilibrs, ms quntis totl gás rmncu msm. Logo: on os são os númros mols m c rciint, nts ois álul sr brt. Usno qução os gss iis ncontrmos qu: ou sj: R 4 tmbém R 4 ou in: R R 4 4 ortnto: 4 4,x 5 P Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr 9 tmrtur mis bix ossíl no sço sirl é,7k. Qul loci méi qurátic s moléculs hirogênio st tmrtur? R 8,J/mol.K M,x - kg/mol M QM 8m/s Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr Um fix moléculs hirogênio (H ) stá irigio contr um r, sguno um ângulo 55 com norml à r. C molécul no fix ossui um loci sclr,km/s um mss,x -4 g. O fix bt n r sobr um ár,cm, à um tx méi moléculs or sguno. Qul rssão o o fix sobr r?

Prof. Romro rs Sil n moléculs/s cm x -4 m m,x -4 g,x -7 kg θ 55 km/s m/s " f Como s moléculs só rsntm rição momnto n irção o ixo x, tmos qu: fx ix (-m ) - (m x ) - m cos55 - m cos55 θ θ " i x forç totl qu s moléculs xrcm n r é rsulto s contribuiçõs tos s N moléculs qu colim num intrlo tmo t, ou sj: F N t N t n rssão Ρ é fini m trmos forç xrci ls moléculs n r, ou sj: F n nm cos55 Ρ Ρ,89x P,8x - tm Cítulo Hlliy Rsnick Eição ntig 7 Mostr qu rição rssão n tmosfr trrstr, suost isotérmic, é or: - Mgy / (y) Consirno tmosfr um fluio m rouso, tmos qu: - ρ g y on stmos consirno surfíci rr como origm o ixo y, qu m ltur um lmnto olum. D qução ntrior, tmos qu: y qução os gss iis, nos iz qu: ρg on m M é mss um lmnto olum, é o númro mols contio nss lmnto olum M é mss molculr substânci consir. Dss moo: C www.fisic.ufb.br/~romro 9 m M

Prof. Romro rs Sil m ρ ρ M M on ρ é nsi o mtril consiro. qução rição rssão trá form: M Mg g y y M Intgrno, tmos qu: ln ln Mg ( y y ) Consirno qu surfíci rr como origm o rfrncil, y, logo: ln Mg Mgy y ( y) / Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr 8 Mostr qu qução os gss iis R o sr scrit n form ltrnti ρ R / M on ρ é mss scífic o gás M é mss molr. on logo: ortnto: m M m M R mss mostr mss molr ρ M m M Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr Qul trjtóri lir méi r 5 bls gom sférics m um sco qu é scuio igorosmnt? O olum o sco é litro o iâmtro um bl é igul,cm. Consir colisõs bls com bls, não colisõs bls com o sco. N 5bls l - m L,cm - m N π Dmos corrigir ss qução o consirr qu tos s moléculs stão s C www.fisic.ufb.br/~romro

Prof. Romro rs Sil moimntno. qução corrigi tm form: L C,5m 5,cm N π Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr 6 int us rtículs têm s sguints locis ( N i rrsnt o númro rtículs qu ossum loci i ) N i 4 6 8 i (cm/s),,, 4, 5, ) Clcul su loci méi M. N x 4x 6x 8x4 4 6 8 i i x N 5 7,8m/s b) Clcul su loci méi qurátic RMS. N i i x N x 4x 6x 8x4 4 6 8 5 5,6m /s RMS,7m/s c) Ds cinco locis mostrs, qul loci mis roál P? Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr P 4,m/s 4 figur bixo mostr um istribuição hiotétic locis r um mostr N rtículs um gás (obsr qu P() r > ). ) Exrss m trmos N. Obsrno o gráfico P() rsus, omos notr qu: P() r P( ) r r C www.fisic.ufb.br/~romro

Prof. Romro rs Sil C www.fisic.ufb.br/~romro conição normlizção no iz qu: ) ( P ortnto: [] ( ) ou sj: b) Qunts s rtículs ossum locis ntr,5,? frção rtículs (N /N), com loci stro st intrlo, tm form: [] ( ),5 ) (,,5,,5,,5 P N N ou sj: N N c) Exrss loci méi s rtículs m trmos. ) ( P [] ( ) 4 9 6 6 ) Dtrmin RMS. ) ( P [] ( ) 4 4 8 4 4

Prof. Romro rs Sil 4 7 7 4 8 RMS 8 Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr 45 Um mol um gás il sofr um xnsão isotérmic. trmin nrgi icion o gás sob form clor m trmos os olums inicil finl tmrtur. Como o gás é il, su nrgi intrn é um função ns tmrtur. S trnsformção for isotérmic, tmrtur s mntém constnt ortnto não xist rição nrgi intrn nss rocsso. Dss moo, usno rimir li trmoinâmic, ncontrmos qu: (E) (Q) (W) (Q) (W) W if f f f ln i i i Q if W if f ln i ( ln ln ) f i Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr 47 Um rciint contém um mistur três gss qu não rgm ntr si: mols o rimiro gás com clor scífico molr olum constnt C, ssim or int. Dtrmin o clor scífico molr olum constnt mistur, m trmos os clors scíficos molrs s quntis os gss m sro. O númro totl mols st mistur três gss é or: qunti clor totl bsorio ( olum constnt) l mistur srá som os clors bsorios los irsos comonnts: Clculno s ris: Q Q Q Q Q Q Q Q C C C C C C C C C www.fisic.ufb.br/~romro

Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr Prof. Romro rs Sil 57 Sjm mols um gás il qu s xn ibticmnt um tmrtur inicil té um tmrtur finl. Pro qu o trblho rlizo lo gás é C ( ), on C é o clor scífico molr olum constnt. O clor scífico molr olum constnt é finio como: EInt C const Ms nrgi intrn o gás il n xlicitmnt ns tmrtur, nst cso, ri rcil s trnsform m ri totl, ou sj: EInt C EInt C rimir li rmoinâmic iz qu: E Int Q - W r um gás il, tmos qu: C Q W Quno trnsformção for ibátic, não xist troc clor com o mbint, logo: C - W ortnto: ou sj: Cítulo - Hlliy, Rsnick Wlkr W C W C ( ) 6 Um mol um gás il monotômico rcorr o ciclo figur bixo. O rocsso ocorr olum constnt, o rocsso é ibático o rocsso ocorr rssão constnt. ) Clcul o clor Q, rição nrgi intrn E I o trblho rlizo W, r c um os três rocssos r o ciclo como um too. K 6K 455K E Int Q O rocsso é rlizo C www.fisic.ufb.br/~romro 4

Prof. Romro rs Sil olum constnt: E Int Q E Int Q Como s trt um gás il monotômico: ou sj: como tmos ns um mol: ortnto: Q Q E Int R R ( ) ( ) E Int Q.74J W O rocsso é rlizo ibticmnt, ou sj Q γ const. E Int - W E Int - W Como s trt um gás il monotômico: ou sj: como tmos ns um mol: ortnto: W W E Int R ( ) ( ) R E Int W.87J Q O rocsso é rlizo rssão constnt. Usno finição trblho, ncontrmos qu: como o gás é il ou sj: W ( ) R W R ( ) - 88J nrgi intrn um gás il é or: C www.fisic.ufb.br/~romro 5

Prof. Romro rs Sil ortnto: E Int E Int R ( ) - 9J Usno rimir li rmoinâmic, tmos qu: ou sj: E Int Q W Q E Int W Q 5 R( ) -J b) rssão no onto é,tm. trmin rssão o olum nos ontos. Us,tm,x 5 P R 8,4J/mol. K,tm,x 5 P R 8,4J/mol. K K 6K 455K m, 46, x,7m 5 N / m,tm C www.fisic.ufb.br/~romro 6