Dois moles de um gás ideal a 500 K são comprimidos isotermicamente e reversivelmente até um volume final de um décimo do volume inicial. Calcular: (a)
(b)
(c) o trabalho realizado pelo gás e (d) o calor absorvido pelo gás.
Passo 1
O enunciado diz que temos
mols de um gás ideal, à temperatura constante de
, sendo comprimido isotermicamente e reversivelmente de um volume inicial
até um volume final
Conteúdo: termodinâmica de gás ideal em processo isotérmico. Vamos usar
- Propriedade de gás ideal:
e dependem só de . - Trabalho reversível:
com . - Primeira lei:
, onde é o trabalho realizado pelo gás e o calor absorvido pelo gás.
Passo 2
Como o processo é isotérmico em gás ideal, a energia interna e a entalpia não mudam, pois ambas dependem apenas de
. Logo
Passo 3
O trabalho reversível realizado pelo gás é
Substituindo
,
,
e
, vem
Passo 4
Pela primeira lei, usando a convenção
,
temos
temos
O sinal negativo indica que o gás, ao ser comprimido isotermicamente, libera essa quantidade de calor para o ambiente.
Resposta
(a)
(b)
(c) (trabalho realizado pelo gás)
(d) (calor absorvido pelo gás)
(b)
(c)
(d)