Um mol de gás real realiza uma expansão adiabática, desde 50 bar até 5 bar, contra uma pressão externa constante e igual a 5 bar. Devido à expansão o volume do gás varia de 0,5 litro a 4,6 litros. Qual a variação de energia interna e de entalpia do gás?
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que 1 mol de um gás real faz uma expansão adiabática (ou seja, sem troca de calor) de 50 bar até 5 bar, contra pressão externa constante de 5 bar, e o volume vai de 0,5 L para 4,6 L. A matéria envolvida é Termodinâmica (primeira lei e entalpia) e vamos precisar de:
- Saber que “adiabática” significa
. - A primeira lei da termodinâmica:
. - A forma do trabalho para expansão irreversível contra pressão constante:
. - A definição de entalpia
e, portanto, .
Passo 2
Como é adiabática, a troca de calor é zero:
O trabalho é feito contra pressão externa constante
O trabalho (no sistema) é
Convertendo para joules (
Passo 3
Usando a primeira lei,
Passo 4
Para a entalpia:
, então
Calculemos
- No estado 1:
- No estado 2:
Então
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Resposta
ΔU = –2050 J
ΔH = –2250 J
ΔH = –2250 J