Exercícios Resolvidos de Energia Interna de um gás e Calores Específicos Molares

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Enunciado

Um gás inicialmente a 2.0 atm de pressão e 127°C é comprimido a temperatura constante até o seu volume cair à metade. Em seguida expande a pressão constante, até seu volume retornar ao valor inicial. Qual a temperatura final do gás?

A) 254°C

B) 527°C

C) A resposta depende se o gás é monoatômico ou diatômico

D) 127°C

E) -73°C

Passo 1

Primeiro tempos uma transformação isotérmica ( T 1 = T 2 ), podemos usar a relação

P 1 V 1 = P 2 V 2

Depois temos uma transformação isobárica ( P 2 = P 3 ), podemos usar

V 2 T 2 = V 3 T 3

E relacionar os dados. Lembrando que a temperatura tem que estar em Kelvin.

Passo 2

No primeiro trecho,

2 a t m ,   127 o C , V 1 → P 2 , 127 o C , V 1 2

P 1 V 1 = P 2 V 2

2 V 1 = P 2 V 1 2

P 2 = 4   a t m

Passo 3

No segundo trecho,

4   a t m , 127 o C , V 1 2 → 4   a t m ,   T 3 , V 1

V 2 T 2 = V 3 T 3

V 1 / 2 127 + 273 = V 1 T 3

T 3 = 2 127 + 273

T 3 = 800   K = 527 o C

Resposta

B) 527°C

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