Um mol de um gás de Van der Waals a
se expande isotermicamente e reversivelmente de 10 a 30 litros. Calcular o trabalho produzido no processo, sabendo que
e
.
Passo 1
O enunciado descreve a expansão isotérmica e reversível de
mol de um gás de Van der Waals a
(ou seja,
K), de um volume inicial
L até
L. O objetivo é calcular o trabalho
produzido pelo gás. Para isso, vamos usar a equação de Van der Waals
e a definição de trabalho reversível isotérmico
Passo 2
Escrevemos o trabalho como
Passo 3
Fazendo as integrais temos
Logo
Passo 4
Agora substituímos os valores numéricos (
at
mo,
K,
atm
mo,
o,
L,
L):
Portanto
Passo 5
Para converter em joules usamos
at
J:
Resposta
O trabalho produzido pelo gás é aproximadamente
kJ.