Considere o sistema contendo um gás dentro de um cilindro. O cilindro possui um pistão onde pequenas massas são colocadas. A pressão inicial é 200 kPa , e o volume inicial do gás é 0,04 m^3. Se um bico de Bunsen é colocado sob o cilindro o aquecendo, ocasionando um aumento no volume de gás para 0,1 m^3 enquanto a pressão é mantida constante. Calcule o trabalho feito pelo sistema durante esse processo.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão de trabalho em termodinâmica! O enunciado fala sobre um gás dentro de um cilindro com um pistão. A gente sabe a pressão inicial, o volume inicial e o volume final do gás após o aquecimento, e precisamos calcular o trabalho feito pelo sistema durante esse processo. Para isso, vamos usar a fórmula do trabalho em processos de pressão constante.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é trabalho em termodinâmica. Quando um gás se expande ou se comprime, ele pode fazer trabalho sobre o ambiente ou ter trabalho feito sobre ele. A fórmula para calcular o trabalho ( W = P times De) quando a pressão ( ) é constante é:
Onde é a variação do volume.

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação do volume ( De). Sabemos que o volume inicial ( ) é de e o volume final ( ) é de . Então:

Passo 4

Finalmente, vamos calcular o trabalho usando a pressão constante de W = P times De e a variação de volume que acabamos de encontrar:

Resposta

O trabalho feito pelo sistema durante esse processo é de 12 kJ.

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