Uma amostra de 100 g de ar seco tem uma temperatura inicial de 270 K e pressão de 900 mb . Durante um processo isobárico, calor é adicionado e o volume aumenta em
. Estime: (a) a temperatura final do ar, (b) a quantidade de calor adicionado, e (c) o trabalho realizado sob o ambiente.
Passo 1
O enunciado trata de um processo isobárico em ar seco, modelado como gás ideal. Temos massa
g, temperatura inicial
K e pressão constante
mbar. O volume aumenta em 20 %, ou seja,
. Para resolver precisaremos de:
- Equação de estado do gás ideal:
. - Relação isobárica:
. - Quantidade de calor em processo isobárico:
. - Trabalho realizado:
.
Passo 2
Calculamos o número de mols de ar. A massa molar média do ar é
g/mol, logo
Passo 3
Como é processo isobárico e
, segue
Passo 4
Para o calor, usamos
(ar diatômico) e
J/(mo
). Então
Passo 5
O trabalho no ambiente é
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)