Física, perguntado por helenaffer, 10 meses atrás

7. Um cilindro que contêm hélio sofre uma variação de
temperatura AT= 150 K ao absorver uma quantidade de calor Q= 3,00.10^4 J quando o embolo pode se mover livremente.
Considere que esse calor tenha sido absorvido exclusivamente pelo Hélio.
a) qual o número de mols de Hélio contido neste cilindro?
b) Suponha que no início da transformação o embalo seja travado qual será a quantidade de calor necessária para que o Hélio contido no cilindro sofrer a mesma variação de temperatura?
(Dados: calor específico do Hélio a pressão constante Cp=20,8J/mol. K e a volume constante Cv = 12,5J/mol.K)

Soluções para a tarefa

Respondido por DouglasOJ
12

a) n ≈ 3,9 mols.

b) ∆U ≈ 7 284 J e ∆H ≈ 12 120 J.

Explicação:

a) Para encontrar o número de mols n do Hélio, temos que utilizar a equação do calor sensível Q, sendo ela:

Q = m.c.Δθ                     (1).

Onde:

Q: quantidade de calor sensível (cal ou J)

m: massa do corpo (g ou Kg)

c: calor específico da substância (cal/g°C ou J/Kg.°C)

Δθ: variação de temperatura (°C ou K)

Sabemos que, a massa m do Hélio pode ser representada pela fórmula:

n = m/M

m = n.M                    (2).

Substituindo (2) na equação (1):

Q = n.M.c.Δθ

Sabemos também que, o calor específico do Hélio equivale 12,863 J/(mol.K) e a massam molar do Hélio equivale 4,002602 u. Sendo assim:

3,00 x 10⁴ = n.4,002602.12,863.150 K

n = 3,00 x 10⁴/7 722,8204289

n = 3,88459 mols

n ≈ 3,9 mols.

b) Sabendo o número de mols de Hélio, podemos então, calcular a quantidade de calor sujeita a mesma variação de temperatura a volume constante e pressão contante. Portanto:

A volume constante Cv:

Q = ∆U

∆U = n.Cv.∆T

∆U = 3,88459.12,5.150

∆U = 7 283,608 J

∆U ≈ 7 284 J.

A pressão constante Cp:

Q = ∆H

∆H = n.Cp.∆T

∆H = 3,88459.20,8.150

∆H = 12 119,92 J

∆H ≈ 12 120 J.

Perguntas interessantes