Instruções: Justifique todas as respostas; é proibido o uso de celular; permitido o uso de arredondamento e calculadora científica; use o máximo de algarismos significativos na resposta final. Considere g = 9,8 m/s². Um gás ideal monoatômico ocupa um volume de 5 L quando está a 27°C e é comprimido isotermicamente até um volume de 1,5 L. (a) Determine a pressão final do gás. (b) Qual a variação da energia cinética?
Passo 1
O enunciado fala de um gás ideal monoatômico em processo isotérmico a
. Isso significa que a temperatura fica constante em
Os volumes inicial e final são
Precisamos de (a) pressão final
e (b) variação da energia cinética das moléculas.
Passo 2
Para um processo isotérmico de gás ideal vale a lei de Boyle–Mariotte, ou seja
Desse modo
Como o enunciado não deu
numericamente, adotamos a pressão ambiente usual
Passo 3
Substituindo os valores em unidades SI, temos
Calculando
Passo 4
Num processo isotérmico a temperatura não muda, logo a energia interna de um gás ideal monoatômico (que é toda energia cinética de translação) não varia. Em termo de energia cinética molecular,
pois
.
Resposta
(a)
(aproximando para três algarismos significativos).
(b) .
(b)