Calcule o trabalho em cada um dos seguintes processos, começando com uma amostra de gás em um sistema com pistão com T=305 K, P=1,79 atm e V=4,29 L. Dados: R=8,314 J mol^-1 K^-1. Expansão irreversível contra a pressão externa constante de 1 atm, até o volume final 6,52 L.

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra calcular o trabalho feito numa expansão irreversível de um gás num pistão. Temos temperatura inicial T = 305 K, pressão inicial P = 1,79 atm e volume inicial V₁ = 4,29 L. O gás expande contra uma pressão externa constante Pₑₓₜ = 1 atm até V₂ = 6,52 L.
Conteúdo da matéria: termodinâmica – trabalho de expansão de gás em processo irreversível.
O que vamos precisar:
  • A fórmula do trabalho irreversível: .
  • Converter pressão de atm para Pa e volume de L para m³.

Passo 2

Na termodinâmica, quando um gás se expande irreversivelmente contra uma pressão externa fixa w = -Prm ext,De, o trabalho que o gás faz é
Aqui o sinal “–” indica que, se o gás empurra o pistão pra fora ( ), ele perde energia (trabalho saindo do sistema).

Passo 3

Vamos converter as unidades pra SI:
  • .
  • .
  • .
  • .

Passo 4

Substituindo na fórmula
w = -Prm ext,De

Resposta

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