Considere um sistema que usa 0,41 mols de um gás ideal monoatômico e executa o ciclo mostrado no diagrama
abaixo. O estado 1 é definido por
e
, o estado 2 é definido por
e
, e o estado 3 é definido por
atm e
.
Calcule o calor trocado entre sistema e vizinhança durante o processo
Passo 1
O enunciado pede o calor trocado no processo 1→2 de um gás ideal monoatômico (n=0,41 mol), entre o estado 1 (p₁=2,1 atm, V₁=3,3 L) e o estado 2 (p₂=3,7 atm, V₂=3,3 L). Vamos usar Termodinâmica de gases ideais, aplicando a equação de estado
e a relação para energia interna em processo isocórico.
Passo 2
Como V₁=V₂, o processo é isocórico. Nesse caso, o trabalho
e o calor trocado satisfaz
. Para gás monoatômico,
, logo
.
Passo 3
Converter as unidades e calcular T₁:
Passo 4
Aplicando conversões:
Passo 5
Passo 6
Aplicando a equação de estado:
Passo 7
Passo 8
Calcular T₂ de forma análoga:
Passo 9
Passo 10
Passo 11
Calcular o calor trocado: