Hidrogênio ( 330 g ) está contido em um tanque rígido de 3 m^3 de volume, a 250 KPa e 550 K . O gás é resfriado até que sua temperatura caia para 350 K . Determine:
A quantidade de calor transferido, em J. (Resposta: - 632,3 J).
Considere para o hidrogênio: M=2 g / mol; Cv=20,8 J / mol K e Cp=29 J / mol K. Admita que PV/T é uma constante, independente das mudanças pelas quais o hidrogênio passe.

Passo 1

Resumo do enunciado e material necessário
Temos 330 g de hidrogênio num tanque rígido de 3 m³. Inicialmente, P₁=250 kPa e T₁=550 K; depois resfriamos até T₂=350 K. Queremos Q, o calor trocado, em J.
Matéria: gás ideal em processo isocórico (volume constante).
Precisamos de:
  • Número de mols: .
  • Primeira lei da termodinâmica para processo isocórico: .
  • Valor de .

Passo 2

Calcular o número de mols de H₂
Massa molar n = 330;g2;g/mol = 165;mol .
m = 330 g ⇒

Passo 3

Reconhecer que o tanque é rígido ⇒ trabalho De.
Logo, pela primeira lei:

Passo 4

Calcular variação de energia interna
De.
Usando :

Resposta

boxedQ = -6,864times10^5;J

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