Dois mols de um gás ideal a
expandem isotermicamente contra uma pressão externa variável igual a
, onde
, de um volume inicial de 1 L até um volume final de 5 L . Determine
para o processo.
Passo 1
O enunciado diz que temos
mols de um gás ideal a
(ou seja
) que se expande isotermicamente de
até
contra uma pressão externa variável
com
.
Conteúdo: processo isotérmico de gás ideal e primeira lei da termodinâmica. Vamos precisar da definição de trabalho , calor
e das propriedades de energia interna
e entalpia
para gás ideal.
Conteúdo: processo isotérmico de gás ideal e primeira lei da termodinâmica. Vamos precisar da definição de trabalho
Passo 2
Em processo isotérmico para gás ideal, a energia interna
depende somente de
. Como
, temos
Passo 3
O trabalho trocado é dado, pela convenção de termodinâmica, por
Passo 4
Substituindo
,
,
(as unidades de volume se cancelam dentro do logaritmo),
Passo 5
Pela primeira lei,
Passo 6
Para gás ideal, a entalpia
também depende só de
. Logo, em processo isotérmico,