Quando 20,9 J foram adicionados na forma de calor a um certo gás ideal, o volume do gás variou de
para
enquanto a pressão permaneceu em
. (a) De quanto variou a energia interna do gás? Se a quantidade de gás presente era
, determine (b)
e ©
.
Passo 1
Beleza, temos um gás ideal que recebe 20,9 J de calor (Q) e, durante isso, expande de 50,0 cm³ para 100 cm³ a pressão constante de 1,00 atm. A gente precisa descobrir:
- (a) a variação da energia interna ΔU,
- (b) o calor molar a pressão constante
(que é o mesmo que ), - © o calor molar a volume constante
.
Conteúdo: primeira lei da termodinâmica (
), trabalho em processo isobárico (
), equação de estado do gás ideal (
) e definição de capacidades caloríficas molares (
,
). Vamos precisar converter unidades (cm³→m³, atm→Pa) e usar
.
Passo 2
Calcular o trabalho realizado pelo gás no processo isobárico:
Passo 3
Aplicar a primeira lei da termodinâmica para achar
:
Passo 4
Determinar a variação de temperatura
usando
:
Passo 5
Calcular
(ou
) pela definição
:
Passo 6
Calcular
usando
:
Resposta
(a)
(b)
©
(b)
©