Determine a quantidade de calor que deve ser fornecida a uma amostra de um mol de gás monoatômico a partir das condições ambientes para que ela eleve a sua temperatura de
a
mantendo seu volume constante.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede para a gente descobrir quanta energia na forma de calor a gente tem que fornecer a 1 mol de um gás monoatômico, mantendo o volume sempre fixo, pra elevar a temperatura de 100 °C até 300 °C.
Conteúdo: Termodinâmica – calor em processos a volume constante.
O que vamos precisar:
• Converter temperaturas de °C para K.
• Saber que, em volume constante, todo calor vai pra energia interna do gás.
• A fórmula .
• O valor de para gás monoatômico:
.
Conteúdo: Termodinâmica – calor em processos a volume constante.
O que vamos precisar:
• Converter temperaturas de °C para K.
• Saber que, em volume constante, todo calor vai pra energia interna do gás.
• A fórmula
• O valor de
Passo 2
Primeiro, converte as temperaturas pra Kelvin (porque todas as fórmulas termodinâmicas usam a escala absoluta):
ΔT = .
ΔT =
Passo 3
Teoria rápida:
- Num processo a volume constante, o gás não faz trabalho (
), então todo o calor entra como energia interna. - A variação da energia interna para gás ideal é
. - Logo,
. - Para gás monoatômico, a capacidade molar a volume constante é
onde .
Passo 4
Agora é só juntar tudo:
Calculemos:
Resposta
O calor necessário é aproximadamente