Uma amostra de gás ideal se expande de pressão e volume iniciais correspondentes a 32atm e 1,0L, respectivamente, para um volume final de 4,0L. A temperatura inicial do gás era 300 K . Quais serão a pressão e temperatura finais desse gás e quanto trabalho ele realizará durante a expansão, se esta expansão for:
Isotérmica
Isotérmica
Passo 1
O enunciado nos dá uma amostra de gás ideal com condições iniciais
,
e
, que se expande até
de forma isotérmica. O conteúdo principal aqui é a lei dos gases ideais e o trabalho em expansão isotérmica. Vamos precisar de:
para relacionar pressão, volume e temperatura,
e
e
para o trabalho realizado numa expansão isotérmica (à temperatura constante).
Passo 2
Numa transformação isotérmica temos
. Como
, obtemos
Passo 3
Para calcular o trabalho, primeiro achamos a quantidade de matéria
. Usando a forma de
em
tm/mo
,
Então
Convertendo para joules (
):