( 0,5 ponto) Um gás monoatômico ideal a uma pressão de
e uma temperatura de 300 K sofre uma expansão isobárica quase estática de
para
.
a) Qual é o trabalho realizado pelo gás?
b) Qual é a temperatura do gás após a expansão?
c) Quantos moles de gás existem?
d) Qual é a mudança na energia interna do gás?
e) Quanto calor é adicionado ao gás?
a) Qual é o trabalho realizado pelo gás?
b) Qual é a temperatura do gás após a expansão?
c) Quantos moles de gás existem?
d) Qual é a mudança na energia interna do gás?
e) Quanto calor é adicionado ao gás?
Passo 1
O enunciado descreve um gás monoatômico ideal que sofre expansão isobárica quase estática a pressão constante de
com temperatura inicial
volume inicial
e volume final
Precisamos calcular:
a) trabalho ,
b) temperatura final ,
c) número de mols ,
d) variação da energia interna ,
e) calor fornecido .
a) trabalho
b) temperatura final
c) número de mols
d) variação da energia interna
e) calor fornecido
Para isso usaremos:
- trabalho em processo isobárico
, - equação de estado
, - para gás monoatômico
e , - primeira lei da termodinâmica
.
Passo 2
Em um processo isobárico o trabalho realizado pelo gás é
Substituindo os valores:
Passo 3
Como a pressão é constante, a temperatura final segue
logo
Passo 4
Usando a equação de estado ideal no estado inicial, temos
Passo 5
A variação da energia interna para gás monoatômico é
Como
e
,
Passo 6
Pela primeira lei da termodinâmica, o calor fornecido é
Resposta
a)
b)
c)
d)
e)
b)
c)
d)
e)