Um mol de gás ideal, Cv=5 R / 2, é submetido a duas transformações de estado sucessivas:
a) Inicialmente a 27^circ C e 110 KPa , o gás é expandido isotermicamente contra uma pressão constante de 20 KPa para duas vezes o seu volume inicial.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede e o que precisamos pra resolver.
Temos 1 mol de gás ideal com W = Prm ext,De. 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:
  • Lei dos gases ideais
  • Trabalho em processos irreversíveis (expansão contra constante):
  • Para processo isotérmico de gás ideal: e .

Passo 2

Calcular o volume inicial V1 = nRTP1 = (1,mol)(8,314,J/molcdot K)(300, K)110,000,Pa = 0,02267 m^3 usando .
O volume final é .

Passo 3

Calcular o trabalho W = Prm ext,(V2 - V1) = (20,000,Pa) times (0,04534 - 0,02267),m^3 = 20,000 times 0,02267 = 453,4 J realizado pelo gás contra a pressão constante de 20 kPa:
De
Como o processo é isotérmico, a variação de energia interna é
De
E a quantidade de calor absorvido satisfaz a primeira lei:

Resposta

Trabalho , variação de energia interna e calor trocado .

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