4- Uma amostra de 2.5 moles de um gás ideal com
se expande lentamente e adiabaticamente da pressão de 4.8 atm e volume 11 L para um volume nal de 27 L .
a) Qual é a pressão nal do gás em atm?
b) Qual é a temperatura inicial em Kelvin?
c) Qual é a temperatura nal em Kelvin?
d) Qual é o valor da quantidade de calor (em Joules), Q, neste processo?
e) Qual é o trabalho (em Joules) para este processo?
a) Qual é a pressão nal do gás em atm?
b) Qual é a temperatura inicial em Kelvin?
c) Qual é a temperatura nal em Kelvin?
d) Qual é o valor da quantidade de calor (em Joules), Q, neste processo?
e) Qual é o trabalho (em Joules) para este processo?
Passo 1
O enunciado descreve uma expansão adiabática reversível de um gás ideal diatômico (
) com
mol, desde
atm e
L até
L. Para resolver, vamos usar:
– A relação de Poisson .
– A lei dos gases ideais .
– Para processo adiabático, e
.
– A relação de Poisson
– A lei dos gases ideais
– Para processo adiabático,
Passo 2
Aplicamos
para achar
. Primeiro convertemos unidades de volume para metros cúbicos e pressão para pascal:
Então
Passo 3
Para
, usamos
. Em SI:
Passo 4
Em adiabática reversível vale
constante. Logo
Passo 5
Por se tratar de processo adiabático, não há troca de calor, isto é,
Passo 6
O trabalho realizado pelo gás é
onde
.
Assim
Assim
Resposta
a)
atm
b) K
c) K
d) J
e) J
b)
c)
d)
e)