EXEMPLO 1: Calcule Q, W e \Delta U nos seguintes processos:
\mathbf{2 , 0} mols de um gás ideal são submetidos a uma expansão, sob \mathbf{1 , 0} atm de pressão, de 20 L até 40 L . Dado: \overline{\mathrm{C}}_{\mathrm{v}}=2,5 \mathrm{R}.
Passo 1
O enunciado pede que calculemos o calor trocado Q, o trabalho realizado W e a variação da energia interna \Delta U para um processo em que:
Como \overline{C}_v=2{,}5\,R, então numericamente em unidades SI \overline{C}_v=2{,}5\times8{,}314\\ \mathrm{J/(mol\cdot K)}=20{,}785\\ \mathrm{J/(mol\cdot K)}.
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\Delta U = 2{,}0\\ \mathrm{mol}\times20{,}785\\ \mathrm{J/(mol\cdot K)}\times121{,}8\\ \mathrm{K}.
Fazendo a conta:
\Delta U \approx 41{,}57\times121{,}8\\ \mathrm{J}\approx5{,}063\times10^{3}\\ \mathrm{J}.
Arredondando:
\Delta U \approx 5{,}06\times10^{3}\\ \mathrm{J}.
Passo 6
Calcular o calor Q e checar consistência.
Pela primeira lei: Q=\Delta U+W. Usando os valores calculados,