4 mols de nitrogênio gasoso à
estão no interior de um dispositivo êmbolo/cilindro. Quanto de calor deve ser extraído do sistema, para resfriá-lo à pressão constante, até
, se a capacidade calorífica do êmbolo/cilindro for desprezível? Dado
.
Passo 1
Beleza! O enunciado diz que temos 4 mol de N₂ a 200 °C e a gente vai resfriar até 40 °C, tudo a pressão constante. O que cai na nossa mão é a capacidade calorífica molar a pressão constante,
. O conteúdo é Termodinâmica (processo isobárico) e a conta principal é usar a fórmula de calor em pressão constante:
Passo 2
Primeiro a gente determina a variação de temperatura:
O sinal negativo já mostra que o calor sai do sistema (a gente extrai calor).
Passo 3
Agora aplica a fórmula:
Calculando:
Como
é negativo,
.
Resposta
Para resfriar o gás de 200 °C a 40 °C a pressão constante, é preciso extrair
(do sistema), ou seja,
de calor.