Um gás, expandindo-se de 10 para 16 litros, contra uma pressão constante de 1 atm, absorve uma quantidade de calor igual a 30 cal. Qual é a variação na energia interna do gás?

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado diz que um gás expande de 10 L para 16 L contra pressão constante de 1 atm e, durante isso, ele absorve 30 cal de calor. A pergunta é: qual a variação da energia interna do gás? O conteúdo que vamos usar é a Primeira Lei da Termodinâmica, que diz
De
onde W = P,De é o calor trocado e é o trabalho realizado pelo gás. Também vamos precisar saber que trabalho a pressão constante é dado por
e transformar tudo para as mesmas unidades (calorias).

Passo 2

Primeiro, calcula a variação de volume:
De
Isso significa que, contra a pressão externa de 1 atm, o gás “empurrou” um deslocamento de 6 L.

Passo 3

Agora o trabalho W = P,De feito pelo gás a pressão constante:
1,L·atm = 101,325,J e 1,cal = 4,184,J
Como a gente quer em calorias, lembra que
W = 6 times 101,325,J = 607,95,J,
Então
W = 607,95,J4,184,J/cal approx 145,3,cal
e em calorias

Passo 4

Com De (absorveu calor) e , aplicamos a Primeira Lei:
O sinal negativo mostra que a energia interna do gás diminuiu.

Resposta

.

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