quarta-feira, 9 de julho de 2014

Professor, como eu poderia fazer para provar que há forças intermoleculares em gases? Digo provar experimentalmente?‎

A energia térmica de um gás tem cinco tipos de contribuição: energia cinética translacional, energia cinética rotacional, energia cinética vibracional, energia potencial intermolecular e energia potencial intramolecular. A temperatura é uma medida da densidade (por molécula) apenas da energia cinética translacional. As energias intramoleculares dependem do número de átomos na molécula, o que define o número de graus de liberdade de movimentos de rotação e vibração dentro da molécula. A translação tem três graus de liberdade. Uma molécula diatômica tem um grau de liberdade vibracional e dois rotacionais, mais a energia potencial elástica interatômica. Assim, ela teria um total de sete graus de liberdade. Pode-se mostrar que cada grau de liberdade contribui com NkT/2 para a energia térmica de uma amostra de N moléculas de um gás e, portanto, k/2 para o calor específico (k é a constante de Boltzmann). As variações de energia térmica podem ser medidas experimentalmente pelo calor absorvido ou cedido. Se os resultados experimentais indicarem quatro graus de liberdade para um gás monoatômico, isso significa que há energia potencial intermolecular (no caso, moléculas de um só átomo). Todavia essa análise não leva em conta energia usada na excitação quântica das moléculas e seus átomos. Se isso também for levado em conta é possível uma previsão melhor do calor específico que, quando comparado com o valor experimental, pode mostrar se há ou não interações intermoleculares.

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