Um mol de gás ideal,
, é submetido a duas transformações de estado sucessivas:
a) Inicialmente a
e 110 KPa , o gás é expandido isotermicamente contra uma pressão constante de 20 KPa para duas vezes o seu volume inicial.
a) Inicialmente a
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede e o que precisamos pra resolver.
Temos 1 mol de gás ideal com . O gás começa a 27 °C (ou seja, 300 K) e 110 kPa de pressão, e sofre uma expansão isotérmica contra uma pressão externa constante de 20 kPa até dobrar de volume.
Conteúdo envolvido:
Temos 1 mol de gás ideal com
Conteúdo envolvido:
- Lei dos gases ideais
- Trabalho em processos irreversíveis (expansão contra
constante): - Para processo isotérmico de gás ideal:
e .
Passo 2
Calcular o volume inicial
usando
.
O volume final é
.
Passo 3
Calcular o trabalho
realizado pelo gás contra a pressão constante de 20 kPa:
Como o processo é isotérmico, a variação de energia interna é
E a quantidade de calor absorvido
satisfaz a primeira lei:
Resposta
Trabalho
, variação de energia interna
e calor trocado
.