O gráfico indica uma transformação AB sofrida por 2 mols de um gás ideal monoatômico.
Sendo R=8,31J/mol·K, determine:
Soluções para a tarefa
a) A temperatura inicial do gás ⇒ 361° K
b) A temperatura final do gás ⇒ 481°K
c) A variação de energia interna no processo AB ⇒ 3. 10³ Joules
d) O trabalho no processo AB realizado pelo gás ⇒ 5. 10³ Joules
e) A quantidade de calor ⇒ 8. 10³ Joules
A Equação de Clapeyron relaciona o número de mols de um gás com a temperatura, pressão e volume.
PV = RnT
Calculando a temperatura inicial do gás -
3. 10⁴. 0,2 = 8,31. 2. T
T = 361° K
Calculando a temperatura final do gás -
2. 10⁴. 0,4 = 8,31. 2. T2
T2 = 481°K
A variação da energia interna do gás pode ser calculada por meio da seguinte equação -
ΔU = 3/2R. n. ΔT
ΔU = 3/2. 8,31. 2. (481 - 361)
ΔU = 2,99. 10³ Joules
ΔU ≅ 3. 10³ Joules
O trabalho exercido pelo gás equivale à área do gráfico em questão-
T = (3. 10⁴ + 2. 10⁴). 0,2/2
T = 5. 10³ Joules
Segundo a Primeira Lei da Termodinâmica, a quantidade de calor trocada com o meio é usada para a realização de um trabalho e/ou atua na variação da energia interna do gás.
ΔU = Q - τ
3. 10³ = Q - 5. 10³
Q = 8. 10³ Joules