04 - Em operações de ventilação em minas, gases podem se expandir ao serem liberados para àreas de menor pressão. Considere que 0.5 mol de um gás ideal se expande de um volume inicial de 5.0 litros para um volume final de 15.0 litros contra uma pressão externa constante de 1.0 atm . Calcule o trabalho (w) ralizado pelo gàs durante esta expansão em Joules. (Dado:
)
Passo 1
O enunciado trata de um gás ideal que se expande irreversivelmente contra uma pressão externa constante. O conteúdo é trabalho de pressão–volume em termodinâmica, e vamos usar a expressão de trabalho para expansão contra pressão externa constante.
Passo 2
Em processos irreversíveis a pressão externa
é constante, e o trabalho realizado pelo gás é
Passo 3
Calculamos a variação de volume
como
Passo 4
Substituindo na expressão de trabalho em unidades de
:
Passo 5
Convertendo para joules usando
: