- Considere que a relação entre pressão e volume de um certo gás é dada por
, onde
e
são constantes. Calcule o trabalho executado quando o gás se expande de
a
. 5.Num dado processo fornecemos 500 cal de calor a um sistema e ao mesmo tempo realizamos um trabalho de 120 J sobre o mesmo. Qual a variação em sua energia interna?
6.a) Qual a massa de
contida num tanque cujo volume é de
quando a pressão manométrica é 136 atm e a temperatura
(considere como um gás perfeito)?
) Qual o volume ocupado por este gás se ele se expande até que a pressão manométrica seja nula e a temperatura final seja de
? OBS: pressão manométrica é a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica.
6.a) Qual a massa de
Passo 1
O enunciado 4 nos dá a relação entre pressão e volume de um gás
e pede o trabalho
, quando o gás se expande de
a
. O conteúdo é termodinâmica de gases reais e cálculo de trabalho em função de
.
Passo 2
Da equação
isolamos
como
Passo 3
Por definição, o trabalho feito pelo gás na expansão de
a
é
Passo 4
Fazendo as integrais separadamente:
Logo, avaliando de
a
,
Passo 5
O enunciado 5 fornece calor de
cal entregue ao sistema e trabalho de
J realizado sobre ele. Pede-se a variação da energia interna
. Aqui aplicamos a Primeira Lei da Termodinâmica.
Passo 6
Convertendo
para joules (
cal
J):
Trabalho realizado sobre o sistema é
J, o que equivale a
J. Pela primeira lei,
Passo 7
O enunciado 6(a) dá um tanque com
L de
a pressão manométrica de
atm e
C; pede-se a massa. Na 6(b), expande a pressão manométrica a zero e a
C; pede-se o volume final. Usamos o gás ideal
.
Passo 8
Pressão absoluta inicial
Volume
L, temperatura
K e
. Assim
Massa molar do
é
g/mol, logo
Passo 9
Na parte (b), a pressão manométrica final é zero, então
O número de mols
é o mesmo, e
Resposta
-
-
6 a)
6 b)