Question

Há 90 litros de um gás a 300 K contidos em um cilindro ao qual uma quantidade de calor de 2500 joules é fornecida e mantida a uma pressão constante de 1 Atm. Se ocorrer um aumento de volume de 15 litros, calcule:
a) O trabalho realizado pelo gás sobre o pistão.
b) A variação da energia interna.

Answer 1

O trabalho realizado pelo gás é 1519,5 J e a variação da energia interna é 980,5 J.

Explicação:

Se a pressão do gás permanece constante, o processo que ele sofre é uma isóbara, o trabalho neste tipo de processo é:

$W = P.∆V$

Onde P é a pressão e ∆V é a variação do volume, que nas unidades MKS tem valores de 101300Pa e 0,015 metros cúbicos, então:

a) O trabalho realizado é:

$W = 101300Pa.0,015m {}^{3} = 1519,5 J$

b) De acordo com a primeira lei da termodinâmica, o calor investido é igual à soma entre o trabalho e a variação da energia interna:

$Q = W + ∆U \\ \\ ∆U = Q - W = 2500J - 1519,5 J = 980,5J$