Question

O trabalho estudado na termodinâmica pode ser definido como qualquer quantidade de energia que escoa por meio da fronteira de um sistema, durante a mudança de estado, causando modificação em sua vizinhança. Determine o trabalho realizado por um sistema composto por 1 mol de gás ideal em um processo isotérmico de expansão de 1 para 5 m³ a 120 °C

Answer 1

O trabalho realizado na expansão de gás foi de 5,26 kJ.

Trabalho Realizado em um Processo Isotérmico

O trabalho é realizado conforme a variação de volume ocorre, em uma interdependência que pode ser descrita pela equação:

$W=\int\limits^{Vf}_{Vi} {V} \, dv$

Em um processo isotérmico, a pressão varia com o volume, pois a temperatura se mantém sempre constante.

Nesse caso, a pressão se relaciona com o volume da seguinte maneira:

$p=\frac{nRT}{V}$

Substituindo a pressão na integral para o cálculo do trabalho em um processo isotérmico, obtemos a seguinte equação:

$W=\int\limits^{Vf}_{Vi} {\frac{nRT}{V}} \, dv$

É importante lembrar que a temperatura é mensurada em Kelvin (unidade do sistema internacional). Para isso, soma-se 273,15.

Integrando, obtemos a equação:

$W=nRT ln (\frac{Vf}{Vi})$

Essa equação é utilizada para calcular o trabalho em um processo isotérmico.

Calculando o Trabalho

De acordo com o enunciado, sabemos que:

• n : quantidade de moles presentes - 1 mol
• R : constante real dos gases - 8,314 J/(mol.K)
• T : temperatura - 393,15 K

Substituindo na equação:

$W=nRT ln (\frac{Vf}{Vi})\\W=(1)(8,315)(393,14) ln (\frac{5}{1})\\W=5260J\\W=5,26 kJ$

Saiba mais sobre os processos isotérmicos em:

https://brainly.com.br/tarefa/47872898?referrer=searchResults

#SPJ4