Calcule
e
para a compressão de dois moles de um gás ideal reversivelmente, de
a
a
.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede para calcular ΔE, q, W e ΔH na compressão reversível e isotérmica de 2 mol de um gás ideal, de 1,0 atm para 100,0 atm a 25 °C.
Conteúdo: Termoquímica (1ª lei), gás ideal e processo isotérmico.
O que vamos precisar:
Conteúdo: Termoquímica (1ª lei), gás ideal e processo isotérmico.
O que vamos precisar:
- Saber que, em processo isotérmico, ΔT = 0 ⇒ ΔE = 0 e ΔH = 0.
- A expressão do trabalho reversível em gases ideais:
e usar para trocar volume por pressão.
Passo 2
Calcular ΔE e ΔH:
Em um gás ideal ΔE depende só de T, e ΔH também só de T. Como a temperatura não muda (ΔT=0):
Em um gás ideal ΔE depende só de T, e ΔH também só de T. Como a temperatura não muda (ΔT=0):
Passo 3
Cálculo do trabalho W:
Usamos
Usamos
Mas como
, fica
Substituindo valores:
n = 2 mol
R = 8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹
T = 25 °C = 298,15 K
Logo
Ou seja,
(o sinal positivo indica trabalho feito sobre o gás, já que estamos comprimindo).
Passo 4
Calcular q usando a 1ª lei:
Como ΔE = 0 ⇒
Ou seja, o sistema libera 22,8 kJ de calor para o ambiente.
Resposta
ΔE = 0
W = +22,8 kJ
q = –22,8 kJ
ΔH = 0
W = +22,8 kJ
q = –22,8 kJ
ΔH = 0