Avalie
para um mol de oxigênio indo de
até
a volume constante, nos seguintes casos.
a) É um gás ideal
a) É um gás ideal
Passo 1
O enunciado pede para avaliar
para
mol de oxigênio que vai de
até
a volume constante, no caso em que o gás é ideal e tem
. Dados fornecidos:
processo: volume constante.
Passo 2
Conceito fundamental (explicando como pensar rápido na prova):
Para um gás ideal a energia interna depende apenas da temperatura. Em particular, para uma variação de temperatura a volume constante a variação da energia interna por mol é dada por vezes a variação de temperatura. A fórmula é
Para um gás ideal a energia interna depende apenas da temperatura. Em particular, para uma variação de temperatura a volume constante a variação da energia interna por mol é dada por
Aqui:
-
é a variação da energia interna do sistema (em joules), -
é o número de mols (aqui ), -
é a capacidade térmica molar a volume constante (em ), -
é a variação de temperatura (em kelvin). Observação prática: uma variação de temperatura em kelvin é numericamente igual à variação em graus Celsius, então você pode calcular diretamente com os valores em .
Passo 3
Calcule
. Usando os valores em graus Celsius:
(Se quiser converter para kelvin:
e
, daí
.)
Passo 4
Agora substituímos na fórmula
. Como
:
Passo 5
Faço a multiplicação passo a passo (para você conseguir fazer na prova sem calculadora complicada):
Calcule cada parte:
Somando:
Portanto
Passo 6
Interpretação e arredondamento: com os dados dados,
, que é aproximadamente
(arredondando para três algarismos significativos). Bom trabalho — esse tipo de exercício é direto se você lembrar da fórmula
para gás ideal a volume constante: foco na variação de temperatura e pronto!