Considere 1 mol de um gás ideal monoatômico que realiza um trabalho contra uma pressão externa constante de 1 atm , saindo de um volume inicial de
e chegando a
, a uma temperatura constante de 298 K . Calcule o trabalho realizado e o calor fornecido ao sistema.
Passo 1
O enunciado descreve uma expansão isotérmica de
mol de um gás ideal monoatômico a
,K, contra uma pressão externa constante de
,atm, do volume inicial
,L até
,L. Para resolver vamos usar:
– A expressão do trabalho em processo irreversível contra pressão constante,
– A primeira lei da termodinâmica para gás ideal ( em isotérmico).
– A expressão do trabalho em processo irreversível contra pressão constante,
– A primeira lei da termodinâmica para gás ideal (
Passo 2
O trabalho realizado sobre o sistema (convenção química:
é trabalho feito sobre o sistema) é
com
,L. Assim
Convertendo para joules (
,
,J):
Passo 3
Em processo isotérmico de gás ideal temos
. Pela primeira lei
logo
Isto significa que o sistema recebe
,J de calor para manter a temperatura constante.