Leia as informações a seguir para responder às questões de números 7 e 8.
Um gás, dentro de um cilindro provido de um êmbolo, entra em contato com uma fonte de calor e recebe 100 cal. Com isso, sofre uma expansão a pressão constante de
e realiza um trabalho de 80 J. (Adote
).
A variação de volume sofrida pelo gás, em
, é de
a)
b)
c)
d)
e)
Um gás, dentro de um cilindro provido de um êmbolo, entra em contato com uma fonte de calor e recebe 100 cal. Com isso, sofre uma expansão a pressão constante de
A variação de volume sofrida pelo gás, em
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um gás dentro de um cilindro com um êmbolo. Esse gás recebe 100 calorias de uma fonte de calor, expande mantendo a pressão constante de
e realiza um trabalho de 80 Joules. Nosso objetivo é descobrir quanto o volume desse gás mudou, ou seja, encontrar
em metros cúbicos.
Passo 2
Primeiro, precisamos converter a quantidade de calor recebida de calorias para Joules, já que as unidades do trabalho também estão em Joules. Sabemos que:
Então, multiplicamos 100 cal por 4,18 J/cal:
Passo 3
Agora, vamos lembrar da Primeira Lei da Termodinâmica, que diz:
onde
é a variação da energia interna,
é o calor fornecido e
é o trabalho realizado pelo gás. Contudo, para encontrar a variação de volume, podemos focar na definição de trabalho em processos a pressão constante:
Queremos encontrar
, então rearranjamos a fórmula:
Passo 4
Agora, basta substituir os valores que temos:
Então:
Resposta
A variação de volume sofrida pelo gás é de
. Portanto, a resposta correta é a letra a).