10,0 litros de um gás ideal diatômico a
e 10,0 atm são expandidos até uma pressão final de 1 atm . Considere os seguintes processos possíveis e calcule, em cada caso,
, q e w:
Expansão adiabática irreversível contra uma pressão externa de
. (
,
)
Expansão adiabática irreversível contra uma pressão externa de
Passo 1
O enunciado apresenta
L de um gás ideal diatômico a
e
atm que se expande até
atm num processo adiabático irreversível contra
atm. Precisamos calcular
,
,
e
. 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
Além disso
e para gás ideal diatômico
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
,
e
: