Calcule o trabalho realizado quando
de um gás ideal que ocupa um volume de
a
é comprimido isotérmica e reversivelmente até o dobro de sua pressão. Calcule também
para esta mudança de estado.
Passo 1
Então, o enunciado pede pra gente calcular o trabalho e a variação de entropia (ΔS) quando 2,000 mol de um gás ideal, a 27 °C, ocupando 10,00 L, é comprimido isotermicamente e de forma reversível até dobrar sua pressão.
Conteúdo: Termodinâmica de gás ideal, processo isotérmico reversível.
O que precisamos:
Conteúdo: Termodinâmica de gás ideal, processo isotérmico reversível.
O que precisamos:
- A relação
. - A expressão para o trabalho em processo isotérmico reversível:
- A fórmula da entropia em processo isotérmico reversível:
Passo 2
Vamos primeiro achar o volume final
. Dobrar a pressão significa
. Num processo isotérmico,
, logo
Passo 3
Agora o trabalho do gás:
Substituindo
,mol,
,J/(mol·K),
,K,
:
O sinal “+” diz que, segundo a convenção, o trabalho calculado é o trabalho realizado no sistema (o gás recebe ~3,46 kJ de trabalho).
Passo 4
Para a entropia do gás, em isotérmico:
Como
,J,
então
Resposta
Trabalho recebido pelo gás:
Variação de entropia do gás:
Variação de entropia do gás: