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 descreve um ciclo de um gás ideal monoatômico com n = 0,41 mol e pede o calor trocado no processo 3→1. Para isso vamos precisar da lei dos gases ideais e do calor específico a pressão constante do gás monoatômico.
Passo 2
No processo 3→1 temos p₃ = p₁ = 2,1 atm, ou seja, é uma transformação isobárica.
Passo 3
O calor trocado em transformação isobárica é dado por
onde para gás monoatômico
.
Passo 4
Usando a lei dos gases ideais
, temos
Convertendo para SI:
,
,
.
Passo 5
Substituindo em
obtemos
Passo 6
O sinal negativo indica que o sistema libera calor nesse processo.
Resposta
-1,70×10^3 J