6) Um gás ideal em equilíbrio termodinâmico tem
pressão de 100 kPa, volume de 2,0 Le temperatura
de 300 K. O gás é aquecido isobaricamente até
atingir um volume de 3,5 L, no qual atinge novo
equilibrio termodinâmico. A temperatura do gás
em seu estado final de equilibrio vale:
a) 171,4K
b) 175 K
c) 525 K
d) 798 K
e) 1050 K
Soluções para a tarefa
Resposta:
C)525K
Explicação:
Utilizando a lei geral dos gases, podemos resolver a questão.
Para um gás, a expressão P.V / T é uma constante, ou seja, variando pressão, volume, e/ou temperatura simultaneamente ou mantendo-se apenas uma constante e variando as outras, a expressão P.V / T mantém sempre um mesmo valor. A rigor de curiosidade, na equação de Clapeyron vemos que esse valor é determinado pelo produto entre número de mols do gás e a constante universal dos gases(R).
No entanto, podemos partir apenas da ideia de que P.V / T é uma constante, não precisando utilizar o valor dessa constante(n.R), pois apenas vamos igualar (P.V / T) inicial e (P.V / T)final.
Obs-> se eu digo que x.y = 2 é uma constante, eu posso variar um tanto de x que y irá variar na mesma taxa para deixar o produto igual a 2, então eu posso afirmar que Xinicial . Yinicial = Xfinal . Yfinal = 2
Vimos então que:
No entanto, a pressão se manteve constante, logo: Pinicial = Pfinal. Com isso, podemos cortar a pressão dos dois lados da equação, afinal, os dois lados estão sendo multiplicados pelo mesmo valor, então se dividirmos ambos os lados por esse mesmo valor, cortamos a incógnita comum(Lembrando: fazer operações iguais nos dois lados de uma igualdade não altera a igualdade)
Nossa expressão ficou assim:
A questão deu o volume inicial(Vinicial= 2L), a temperatura inicial já na escala kelvin(Tinicial=300K), o volume final(Vfinal=3,5L) e pergunta a temperatura final(Tfinal)
Aplicando na expressão anterior: