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
Soluções para a tarefa
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:
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:
Substituindo a pressão na integral para o cálculo do trabalho em um processo isotérmico, obtemos a seguinte equação:
É importante lembrar que a temperatura é mensurada em Kelvin (unidade do sistema internacional). Para isso, soma-se 273,15.
Integrando, obtemos a equação:
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:
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