Capacité thermique : résolution de problèmes

Considérons une bouteille métallique contenant 160 grammes d’oxygène gazeux avec une masse molaire de 16 g/mol dans une pièce à 25,0 degrés Celsius. Le cylindre est déplacé et conservé à l’extérieur de la pièce par une chaude journée d’été.

L’oxygène gazeux dans le cylindre est en équilibre avec la température ambiante, car 600 J de chaleur sont conduits à travers les parois du cylindre. En ignorant la dilatation du cylindre métallique, déterminez la température d’équilibre.

Pour résoudre le problème, il faut d’abord identifier les quantités connues et inconnues.

Ensuite, le nombre de moles peut être déterminé en divisant la masse du gaz par sa masse molaire.

Rappelez-vous l’équation de la capacité calorifique molaire à volume constant.

L’oxygène est un gaz diatomique ; en substituant le degré de liberté, on peut obtenir l’équation de la capacité calorifique molaire d’un gaz diatomique idéal à volume constant.

Enfin, en réarrangeant l’équation et en substituant les valeurs, on détermine que le changement de température est de 2,88 degrés Celsius et que la température d’équilibre est de 27,88 degrés Celsius.