Um litro de um gás ideal a 300 K e à pressão de 15 atm se expande isotermicamente até um volume de 10 litros. Calcular
e
.
Passo 1
O enunciado dá um litro de um gás ideal a
e
que se expande isotermicamente até
. Pede-se o trabalho
, o calor
, as variações de energia interna
e de entalpia
, e a variação de entropia
. O conteúdo é transformação isotérmica de gás ideal: usaremos a equação de estado
, a expressão de trabalho em processo isotérmico e a primeira lei da termodinâmica.
Passo 2
Determinar a quantidade de matéria
. Converter
e
em unidades SI:
Pela equação de estado
Passo 3
Calcular o trabalho
num processo isotérmico reversível de gás ideal:
Passo 4
Pela primeira lei,
. Em processo isotérmico de gás ideal,
, logo
Passo 5
Para gás ideal,
. Como
, temos
Passo 6
A variação de entropia é