Quando se aquece 3,0 mols de
, na pressão constante de
, sua temperatura se eleva de 260 K até 285 K . A capacidade calorifica molar do
, a pressão constante, é
. Calcule
e
e
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos 3,0 mols de
sendo aquecidos a uma pressão constante de
. A temperatura aumenta de 260 K para 285 K. A capacidade calorífica molar a pressão constante (
) é
. Precisamos calcular o calor trocado (
), a variação da entalpia (
) e a variação da energia interna (
). Para isso, vamos usar as fórmulas da termodinâmica que envolvem capacidade calorífica, variação de temperatura e relações entre
e
.
Passo 2
Vamos calcular o calor trocado (
) usando a fórmula:
Onde:
-
é a quantidade de mols, -
é a capacidade calorífica molar a pressão constante, -
é a variação de temperatura.
Primeiro, calculamos
:
Passo 3
Agora, substituímos os valores na fórmula do calor:
Convertendo para quilojoules:
Passo 4
A variação da entalpia (
) a pressão constante é igual ao calor trocado:
Passo 5
Agora, para encontrar a variação da energia interna (
), usamos a relação:
Como a pressão é constante,
. Podemos calcular
usando a equação dos gases ideais:
Então:
Sabendo que
, substituímos:
Convertendo para metros cúbicos:
Agora, calculamos
:
Finalmente:
Resposta
Portanto, os valores calculados são: