Considere agora que o trabalho seja realizado reversivelmente, até uma pressão final de 1 atm, com a mesma variação de volume e também a uma temperatura constante de 298 K . Calcule o trabalho realizado e o calor fornecido ao sistema.

Passo 1

O enunciado pede o trabalho reversível e o calor fornecido a um sistema durante uma expansão isoterma a T=298 K, que parte de um volume inicial Vi e chega a um volume final Vf tal que a pressão final é Pf=1 atm. Diz também que “a variação de volume é a mesma” de um caso anterior, mas não fornece valores numéricos para Vi, Vf ou para o número de mols n do gás.

Passo 2

Em uma transformação isotérmica reversível de um gás ideal, o trabalho realizado pelo sistema (tomando positivo o trabalho realizado sobre o sistema, convencionamos) é dado por
w = -integralVi^Vf P,dV = -nRTln!l(tfracVfVir)

Passo 3

Como a transformação é isotérmica, a variação de energia interna De<a U do gás ideal é zero, logo da primeira lei da termodinâmica
De<a U = q + w = 0 Longrightarrow q = -w = nRTln!l(tfracVfVir)

Passo 4

Para obter valores numéricos de w e q seria necessário conhecer:
  • o número de mols n do gás;
  • os volumes inicial Vi e final Vf (ou a razão Vf/Vi).
Sem esses dados não é possível calcular os valores numéricos de trabalho e calor.

Resposta

Não há dados suficientes ( n, Vi, Vf ou sua razão) para calcular numericamente w e q.

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