2.7 Uma bolha de
de hélio está submersa em água a uma certa profundidade quando a água (e, portanto, o hélio) sofre um aumento de temperatura
de
a pressão constante. Em consequência, a bolha se expande. O hélio é monoatômico e se comporta como um gás ideal.
a. Qual é a energia recebida pelo hélio na forma de calor durante esse aumento de temperatura? (Resposta: 2080 J )
b. Qual é a variação
da energia interna do hélio durante o aumento de temperatura? (Resposta: 1250 J )
c. Qual é o trabalho
realizado pelo hélio ao se expandir contra a pressão da água ao redor durante o aumento da temperatura? (Resposta: 831 J )
a. Qual é a energia recebida pelo hélio na forma de calor durante esse aumento de temperatura? (Resposta: 2080 J )
b. Qual é a variação
c. Qual é o trabalho
Passo 1
O enunciado dá uma bolha com
mol de hélio monoatômico, que sofre aquecimento isotérmico a pressão constante com
K. Vamos usar a primeira lei da termodinâmica
,
a relação para gás ideal e as capacidades térmicas
e
.
a relação para gás ideal e as capacidades térmicas
Passo 2
Para achar o calor
recebido em processo isobárico, usamos
com
e
J/(mo
). Logo,
Passo 3
A variação da energia interna do gás é
com
. Assim,
Passo 4
O trabalho realizado pela expansão a pressão constante é
logo
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)