Question

Um sistema absorve calor expandindo-se de 1,000L para 3,000L contra uma pressão constante de 2,00 atm. Se ΔU para o processo é zero, quantos joules de calor são absorvidos?

Answer 1

Como houve expansão, vamos calcular o trabalho realizado pelo gás através da expansão. Mas antes, vamos transformar 2 atm para Pa e litros para $m^3$:

$2\ atm*( \frac{101325\ Pa}{atm} )=202650\ Pa$

$1\ L*( \frac{1m^3}{10^3 L} )=10^{-3}\ m^3$

$3\ L*( \frac{1m^3}{10^3 L} )=3*10^{-3}\ m^3$

Calculando o trabalho (W):

$W=-p_{ext}*(V_f-V_i)=-202650*(3*10^{-3}-1*10^{-3})=-405,3\ J$

Valor que faz sentido, pois o gás realiza trabalha perdendo energia (trabalho negativo). Agora:

$\left \{ {{U=Q+W} \atop {U=0}} \right. \\ Q+W=0\\ Q=-W=405,3\ J$

Logo, o calor absorvido é de 405,3 J