Quando 20,9 J foram adicionados na forma de calor a um certo gás ideal, o volume do gás variou de 50,0 cm^3 para 100 cm^3 enquanto a pressão permaneceu em 1,00 atm. (a) De quanto variou a energia interna do gás? Se a quantidade de gás presente era 2,00 times 10^-3 mol, determine (b) CF e © CV.

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:
De
P = 1,00 atm = 1,013times10^5 Pa,
W = P,De

Passo 3

Aplicar a primeira lei da termodinâmica para achar De:

Passo 4

Determinar a variação de temperatura n = 2,00times10^-3 mol, R = 8,314 J/(mol,K), usando De:

Passo 5

Calcular CF = Qn,De (ou ) pela definição :

Passo 6

Calcular CV = De usando :

Resposta

(a)
(b)
©

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