Quando um gás ideal se expande isotermicamente (
), sua energia permanece constante. Se um gás ideal se expande isotermicamente de um volume de
para
contra uma pressão de oposição de
, quantos kJ de calor são absorvidos pelo gás?
Passo 1
Resumindo o enunciado: um gás ideal sofre expansão isotérmica (94 T=0) de (V_i=2,40),L para (V_f=6,43),L contra uma pressE3o externa constante de (P_{ext}=4,50),atm. Como E9 isoterma de gE1s ideal, a variaE7E3o de energia interna E9 zero (94 U=0), e queremos saber o calor (q) absorvido pelo gE1s usando a Primeira Lei da TermodinE2mica.
Passo 2
Aplicando a Primeira Lei da Termodinâmica em termos de calor e trabalho:
Como
, segue que
Passo 3
Para uma expansão contra pressão constante, o trabalho realizado pelo gás (assumindo
positivo no trabalho sobre o sistema) é
Logo,
Passo 4
Calcule a variação de volume e o calor em unidades de
:
Passo 5
Converta de (L\cdot atm) para joules e depois para quilojoules, sabendo que (1),L\cdot atm = (101,325),J: