( 0,2 ponto) Quando um gás diluído se expande quase estaticamente de 0,50 para
, ele realiza 250 J de trabalho. Supondo que a temperatura do gás permaneça constante em 300 K :
a) Qual é a mudança na energia interna do gás?
b) Quanto calor é absorvido pelo gás nesse processo?
a) Qual é a mudança na energia interna do gás?
b) Quanto calor é absorvido pelo gás nesse processo?
Passo 1
O enunciado trata de um gás diluído que se expande quase estaticamente de
para
realizando
de trabalho. A temperatura permanece constante em
. Vamos usar a primeira lei da termodinâmica e a propriedade de que, para gás ideal, a energia interna depende apenas da temperatura.
Passo 2
A primeira lei da termodinâmica estabelece que
onde
é a variação da energia interna do gás;
é o calor trocado com o gás (positivo se absorvido);
é o trabalho realizado pelo gás (positivo quando o gás faz trabalho).
Passo 3
Para um gás ideal, a energia interna depende somente da temperatura. Num processo isotérmico (temperatura constante), temos
Passo 4
Substituindo
na primeira lei:
Como o gás realizou
de trabalho, segue que
Resposta
a)
.
b) .
b)