Expansao Adiabatica de Gases

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

PRÁTICA 5 – EXPANSÃO ADIABÁTICA DE GASES

Relatório referente à prática realizada no dia 10 de Abril de 2015, da disciplina CQ 050 Físico-Química Experimental 1, turma EQB, bancada 3, ministrada pela profª Regina Maria Queiroz de Mello.

Adrielli Cristiane Alves da Silva
Evelyn Albini
Izabella de Souza Lorenzon
Regina Vitória Santos Araujo
Taphine Kathleen Szajda

CURITIBA
2015

INTRODUÇÃO

Um processo termodinâmico é dito adiabático quando não entra nem sai energia térmica do sistema. Sendo assim, é de se esperar que um gás perfeito se expandindo adiabaticamente diminua sua temperatura: como há trabalho sobre a vizinhança, mas não há troca de calor, sua temperatura se reduz[1]. Consideraremos um gás ideal numa expansão adiabática reversível, isto é, num recipiente isolado termicamente. Quando a pressão interna e externa são iguais a P, podemos escrever que o trabalho efetuado é dw = -PdV. Para uma expansão adiabática, dq=0, então dU = dw. Porém dU=CvdT, onde Cv é a capacidade calorífica do gás a volume constante[1]. Igualando as equações, temos CvdT = -PdV. Substituindo por P=(nRT)/V:
CvdT =

= Integrando ambos os lados, e considerando que Cv não depende da temperatura, obtemos: ln = ln Considerando Cp - Cv = R e γ = Cp / Cv, onde Cp é a capacidade calorífica do gás à pressão constante, temos:

= 1-γ

Como PV=nRT, = . Substituindo, finalmente chegamos a:

= γ

PiViγ = PfVfγ

Essa é a expressão para expansão adiabática reversível de um gás ideal[1]. Os valores de capacidade calorífica dependem das propriedadades das moléculas, por meio da seguinte equação[2]:
Cv =
Onde U equivale à variação de energia interna e T à variação de temperatura. Sabe-se que para um gás ideal monoatômico, U=(3/2)RT, que corresponde à energia translacional das moléculas de gás. Portanto, Cv = (3/2)R. Como Cp = Cv + R, Cp = (5/2)R. Assim, γ