Dois moles de um gás ideal
se-expande isotermicamente a partir da pressão inicial de
e volume de
para um volume final de
.
Encontre calor recebido ou perdido
, trabalho realizado
e variação da energia interna
.
Encontre calor recebido ou perdido
Passo 1
Beleza, o enunciado diz o seguinte: dois mols de um gás ideal com razão entre capacidades térmicas
se expande isotermicamente (ou seja, à temperatura constante) de uma pressão inicial
e volume inicial
até um volume final
.
Conteúdo: Termodinâmica de gás ideal, processo isotérmico.
O que vamos precisar:
Conteúdo: Termodinâmica de gás ideal, processo isotérmico.
O que vamos precisar:
- Lei dos gases ideais
para achar a temperatura; - Primeira lei da termodinâmica
; - Fórmula do trabalho em expansão isotérmica
; - Fato de que, em processo isotérmico de gás ideal,
.
Passo 2
Primeiro, vamos achar a temperatura
do gás usando
Plugando os valores (
,
):
Passo 3
Como o processo é isotérmico, a variação de energia interna de um gás ideal depende só de
. Aqui
, logo
Passo 4
Agora o trabalho realizado pelo gás na expansão isotérmica:
A gente já tem
, então
Calculando:
Passo 5
Pela primeira lei,
. Como
, temos
Resposta
Q =
(calor recebido pelo gás)
W = (trabalho realizado pelo gás)
.
W =