Considere
de um gás monoatômico perfeito (
e
) a
e 10 atm que se expande até a pressão final de 1 atm . Para esta expansão, calcule
e
nos seguintes casos:
b) Expansão isotérmica irreversível
b) Expansão isotérmica irreversível
Passo 1
O enunciado dá um gás monoatômico perfeito (
,
) inicialmente em
d
,
K e
atm, que se expande isotermicamente até
atm de forma irreversível (contra pressão externa constante
atm). Queremos
,
,
e
.
Passo 2
Calculamos a quantidade de mols
e o volume final
. Usando a equação de estado
onde tomamos
t
ol
K
. Assim,
Como o processo é isotérmico, a relação
dá
Passo 3
O trabalho realizado pelo gás contra a pressão externa constante é
Convertendo para joules (
):
Passo 4
Em processo isotérmico de gás ideal monoatômico temos
pois
. A primeira lei
dá