Uma amostra de
de gás hélio inicialmente a
é comprimido isotermicamente para
. Observando que o hélio se comporta como um gás ideal, encontre (a) o volume final do gás, (b) o trabalho realizado sobre o gás e © a energia transferida por calor. (R: (a)
©
)
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um gás hélio (He) com quantidade de matéria
mol, temperatura constante
K e pressão inicial
atm. Ele é comprimido isotermicamente até a pressão
atm. Matéria: termodinâmica de gases ideais. Para resolver vamos precisar de:
- Lei dos gases ideais:
. - Fórmula do trabalho em processo isotérmico:
. - Primeira lei da termodinâmica:
.
Como a transformação é isotérmica em gás ideal,.
Vamos achar então (a), (b) e © .
Passo 2
Calcular o volume final
.
– Converte para pascal:
– Converte
– Aplica
:
Passo 3
Calcular o trabalho realizado sobre o gás
.
- Primeiro acha o volume inicial
: - Usa a fórmula do trabalho isotérmico (trabalho sobre o gás):
Passo 4
Calcular o calor trocado
.
Pela primeira lei, . Como
(isotérmico de gás ideal), vem
Pela primeira lei,
Resposta
(a)
(b)
©
(b)
©