Calcule o trabalho realizado quando um mol de dióxido de enxofre expande reversível e isotermicamente de
para
a
. Supondo o gás ideal.
Passo 1
Beleza, aqui o que a gente tem: um mol de SO₂ que expande de forma reversível e isotérmica (ou seja, a temperatura não muda) de 10,0 atm para 1,0 atm a 27 °C. Isso é um problema de Termodinâmica básica, em que usamos o gás ideal e a fórmula do trabalho em uma expansão isotérmica reversível. Para resolver, vamos precisar:
• Lei dos gases ideais,
• A expressão do trabalho reversível em um processo isotérmico de gás ideal:
• Lei dos gases ideais,
• A expressão do trabalho reversível em um processo isotérmico de gás ideal:
Passo 2
Entendendo a teoria:
• Num processo isotérmico, é constante, então
.
• O trabalho reversível é dado por
• Num processo isotérmico,
• O trabalho reversível é dado por
• Como
é constante,
. Então a gente troca e fica
Passo 3
Vamos aos números:
• mol
•
• ,atm,
,atm
• ,L·atm·K⁻¹·mol⁻¹
•
•
•
•
Aplicando:
E
, então
Passo 4
Só falta converter L·atm para joules:
• ,L·atm = 101,325 J
•
Logo
O sinal “–” indica que o sistema faz trabalho sobre o entorno (expansão).
Resposta
O trabalho realizado nessa expansão isotérmica reversível é