10,0 litros de um gás ideal diatômico a 25^circ C e 10,0 atm são expandidos até uma pressão final de 1 atm . Considere os seguintes processos possíveis e calcule, em cada caso, De<a U, De<a H, q e w:
Expansão adiabática irreversível contra uma pressão externa de 1,0 atm. ( R: De<a U=-1,56 kcal,
De<a H=-2,18 kcal, w=-1,56 kcal, q=0)

Passo 1

O enunciado apresenta 10,0 L de um gás ideal diatômico a 25^circC e 10,0 atm que se expande até 1,0 atm num processo adiabático irreversível contra Pext=1,0 atm. Precisamos calcular De<a U, De<a H, q e w. Usaremos a primeira lei da termodinâmica, a definição de trabalho em expansão irreversível e as relações de energia interna e entalpia para gás ideal diatômico.

Passo 2

Determinar o número de mols usando
Aqui atm, L, K e t o. Logo

Passo 3

Como o processo é adiabático irreversível contra pressão externa constante, temos
q=0, w=-Pext,(V2-V1)
Além disso
De<a U = q + w = w
e para gás ideal diatômico
De<a U = n,Cv,(T2-T1), Cv=tfrac52R, De<a H = n,Cp,(T2-T1), Cp=tfrac72R

Passo 4

Expressar em função de dados conhecidos. Sabendo que
a equação
pode ser reorganizada em
Substituindo kca o, , e os valores numéricos:
Logo

Passo 5

Calcular De<a U, w e De<a H:
De<a U = n,Cv,De<a T =4,09times0,004967times(-77)approx-1,56 kcal,
w = De<a Uapprox-1,56 kcal, q=0,
De<a H = n,Cp,De<a T =4,09times0,006955times(-77)approx-2,18 kcal

Resposta

De<a U=-1,56 kcal, De<a H=-2,18 kcal, q=0, w=-1,56 kcal.

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