Considere: Constante Universal do Gases R=8,3114 JK^-1 mol^-1
Problemas Gerais
Calcule o trabalho realizado por um gás quando ele se expande de (a) 1,0 cm^3, (b) 1,0 dm^3 contra uma pressão constante de 100 kPa . Que trabalho deve ser feito para comprimir o gás de volta ao seu estado original em cada caso.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente calcular o trabalho que um gás realiza quando ele expande contra uma pressão constante de 100 kPa, primeiro aumentando o volume em 1,0 cm³ (caso a) e depois em 1,0 dm³ (caso b). Em seguida, queremos saber o trabalho que a gente precisa fornecer pra comprimir o gás de volta.
Conteúdo: termodinâmica básica – trabalho em processo isobárico.
O que vamos usar:
  1. A fórmula do trabalho a pressão constante:

    (na convenção química, trabalho realizado pelo gás é negativo).
  2. Conversões de unidades:
    – 1 cm³ =
    – 1 dm³ =
    – 100 kPa =

Passo 2

Caso (a): ΔV = 1,0 cm³ = w = -Prm ext,De
Pressão externa
Aplicando
Ou seja, o gás realiza 0,10 J de trabalho (com sinal – na convenção química).

Passo 3

Caso (b): ΔV = 1,0 dm³ = w = -l(1,0times10^5,Par)timesl(1,0times10^-3,m^3r) = -100;J
Aqui o gás realiza 100 J de trabalho.

Passo 4

Para comprimir de volta ao volume inicial, a variação de volume é wrm compr = -Prm exttimes(-1,0times10^-6,m^3) = +0,10;J . Logo:
– Caso (a):
wrm compr = -Prm exttimes(-1,0times10^-3,m^3) = +100;J
– Caso (b):
O sinal positivo indica trabalho feito sobre o gás (por você).

Resposta

a) Trabalhos para ΔV = 1,0 cm³
– pelo gás: (realiza 0,10 J)
– para comprimir:
b) Trabalhos para ΔV = 1,0 dm³
– pelo gás: (realiza 100 J)
– para comprimir:

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