Question

A um certo gás ideal são adicionados 20,9 J de calor. Como resultado, seu volume aumenta de 50 para 100 cm³, enquanto a pressão permanece constante (1,0 atm). Pergunta-se: a) Existe trabalho nesta transformação? Se sim, este trabalho é positivo ou negativo? b) De quanto foi este trabalho, caso ele exista? c) Qual a variação da energia interna durante este processo? d) Se a quantidade de gás presente for de 2,00·10-3 mol, calcule a variação de temperatura ao longo processo (utilize R = 8,31 J/mol·K).

Answer 1

Vejamos como resolver esse exercicio:

Estamos diante de uma questao de fisica, mais especificamente do trabalho de um gas ideal.

a) Existe trabalho nesta transformação? Se sim, este trabalho é positivo ou negativo?

Sim, existe trabalho pois houve variacao de volume. O trabalho e positivo pois o volume do gas aumentou.

b) De quanto foi este trabalho, caso ele exista?

Para calcular o trabalho, primeiramente precisamos transformar a pressao em atm para Pascal:

1 atm = 101325 Pa

50 cm³ = 5 x 10⁻⁵ m³

100 cm³ = 1 x 10⁻⁴ m³

ζ = P. ∆V

ζ = 101325 . (10 x 10⁻⁵ - 5 x 10⁻⁵) = 5,06625J

c) Qual a variação da energia interna durante este processo?

$variacao E_{int} = Q - W\\\\=(Q_{p})-(p_{0}).(variacaoV)=\\\\(20,9J)-(1,01.10^{5}Pa).(50.10^{-6} m^{3}) =15,85J$

d) Se a quantidade de gás presente for de 2,00·10⁻³ mol, calcule a variação de temperatura ao longo processo (utilize R = 8,31 J/mol·K).

Utilizando a equacao:

p∆V = nR ∆T

a pressao deve ser em Pascal = 101325 Pa

∆volume em m³ = (10 x 10⁻⁵ - 5 x 10⁻⁵) = (5 x 10⁻⁵ m³)

n = 2,00x10⁻³ mol

R = 8,31 J/mol·K

Substituindo os valores:

p∆V = nR∆T

101325. (5 x 10⁻⁵ m³) = 2,00x10⁻³.8,31.∆T

∆T = 304 K