Em expansão isentálpica de um gás, são conhecidos os seguintes valores:
4,0L. Qual a pressão final do gás? R.:
atm.
Passo 1
O enunciado pergunta: “Qual a pressão final do gás?” e fornece os seguintes dados:
O enunciado diz que a expansão é “isentálpica” (processo com entalpia constante). A resposta final esperada é
— vamos mostrar passo a passo como chegar nisso.
Passo 2
Conceito fundamental: entalpia
é definida por
onde
é a energia interna,
a pressão e
o volume. Em um processo isentálpico (ou seja, isenthalpico), a entalpia se conserva, então
Substituindo a definição de
obtemos a equação que relaciona as grandezas conhecidas:
Isolando
:
Essa é a fórmula que vamos usar. Explicando cada termo:
é a variação de energia interna (com sinal),
é a contribuição de pressão-volume inicial, e dividimos tudo por
para obter a pressão final.
Passo 3
Atenção às unidades: todos os termos no numerador devem estar na mesma unidade de energia por volume, para que a divisão por
dê pressão coerente. É mais simples converter as energias
de joules para unidades de
, porque
já está em
(pois
está em atm e
em L).
Fator de conversão:
Logo,
Convertemos
e
:
Calculamos também
Passo 4
Agora substituímos tudo na fórmula de
. Primeiro o numerador:
Dividindo por
:
Arredondando adequadamente (os dados têm 2 algarismos significativos na maioria dos valores), obtemos aproximadamente
, que normalmente reportamos como
.
Passo 5
Breve checagem alternativa (mesma conta em joules): transformar
para joules:
Numerador em joules:
Dividindo por
obtém-se uma pressão em
; então converte-se para atm dividindo por
e chega-se ao mesmo valor
. Resultado consistente.
Passo 6
Interpretação rápida: o termo
é muito pequeno frente a
, então a pressão final fica muito próxima de
. Pequenas diferenças de energia interna introduzem apenas uma correção muito pequena.