Uma amostra de 0,100 mol de um gás ideal monoatômico inicialmente num estado (A), a uma pressão de 1.50 atm e numa temperatura de 200 K, é submetida a uma expansão isobárica para chegar o estado (B) onde tem seu volume triplicado. A seguir, um processo com volume constante leva o gás ao estado © com uma pressão de 1,00 atm, e em seguida, outro processo isobárico leva o gás até o volume inicial conhecido se como estado (D).
Mostre o processo inteiro ABC numa única diagrama PV. Escolha escalas para os dois eixos no SIC
Mostre o processo inteiro ABC numa única diagrama PV. Escolha escalas para os dois eixos no SIC
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o exercício diz e o que precisaremos.
Enunciado resumido:
– Temos 0,100 mol de um gás ideal monoatômico no estado A com pressão
e temperatura
.
– De A para B ocorre expansão isobárica (mesma pressão) até triplicar o volume.
– De B para C o volume é constante (processo isocórico) e a pressão muda para
.
O que pedem: desenhar no mesmo gráfico (em unidades SI) os pontos A→B→C e as linhas que os ligam, escolhendo escalas legais para eixos.
Conteúdo envolvido: termodinâmica de gases ideais, equação de estado
Enunciado resumido:
– Temos 0,100 mol de um gás ideal monoatômico no estado A com pressão
– De A para B ocorre expansão isobárica (mesma pressão) até triplicar o volume.
– De B para C o volume é constante (processo isocórico) e a pressão muda para
O que pedem: desenhar no mesmo gráfico
Conteúdo envolvido: termodinâmica de gases ideais, equação de estado
processos isobárico (P = constante) e isocórico (V = constante).
Passo 2
Primeiro, vamos achar o volume inicial
em metros cúbicos.
1 atm = .
Logo:
1 atm =
Logo:
Pela equação de estado,
Calculemos o numerador:
.
Então
Então
Passo 3
Agora achamos as coordenadas de B e C:
– B: expansão isobárica (mesma ), volume triplicado,
– B: expansão isobárica (mesma
– C: processo isocórico (mesmo volume de B), mas a pressão cai até
Então temos os três pontos:
A ,
B ,
C .
A
B
C
Passo 4
Escolhendo escalas confortáveis para desenhar em SI:
– Eixo horizontal : de 0 até
, marcando a cada
.
– Eixo vertical : de 0 até
, marcando a cada
.
– Eixo horizontal
– Eixo vertical
No gráfico:
- Ponto A em
vezes e . - Traçar linha horizontal de A até B (isobárico,
). - Do ponto B, descer reta vertical até C (isocórico,
).
Assim você desenha o caminho A→B→C no diagrama
.
Resposta
No diagrama em SI, plotamos:
– A:
– B:
– C:
– A:
– B:
– C:
Escalas:
eixo de 0 a
,
eixo de 0 a
.
eixo
eixo
Ligue A→B por uma reta horizontal (isobárico) e B→C por uma reta vertical (isocórico).