( 2,5 pontos): Para um gás monoatómico ideal
. Um mol desse gás tem pressâp
, volume
e temperatura
no estado inioial. O gas ta aquecido e sua pressâo duplica e seu volume quadruplica. O processo de aquecimento inclui duas etapas: aprimeira é um aquecimento isocórico e a segunda um aquecimento isobárico.
a)
Represente este processo no diagrama pV .
b)
Calcule o calor absorvido pelo gás durante - aquecimento
c)
Calcule a variação da energia interna durante o aquecimento.
a)
b)
c)
Passo 1
O enunciado descreve um mol de gás monoatômico ideal com
. No estado inicial temos pressão
, volume
e temperatura
. Aquecemos o gás em duas etapas:
) isocórico (volume constante) até que a pressão duplique,
) isobárico (pressão constante) até que o volume quadruplique. Vamos usar a lei dos gases ideais, os calores específicos
e
, e as fórmulas
Passo 2
No diagrama
representamos o processo em dois segmentos:
. Traço vertical de
até
(aquecimento isocórico,
constante).
. Traço horizontal de
até
(aquecimento isobárico,
constante).
Passo 3
Pela lei dos gases ideais
:
- No ponto
temos , , logo
- No ponto
temos , , logo
Passo 4
Calculemos o calor absorvido:
. Na etapa isocórica
:
Portanto o calor total é
Passo 5
A variação da energia interna é
Resposta
a) No diagrama
, traçar vertical de
a
e depois horizontal até
.
b) .
c) .
b)
c)