Uma quantidade de
de um gás ideal inicialmente a pressão de 15,0 atm e 300 K se expande isotérmicamente até a pressão final ser de
. (b) Calcule o valor do trabalho realizado se ocorrer uma expansão reversível isotérmica.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a gente tem 0,850 mol de um gás ideal a 15,0 atm e 300 K, que se expande isotermicamente até 1,00 atm. A parada é cálculo de termodinâmica: trabalho de expansão reversível num processo isotérmico.
Para resolver vamos usar:
Para resolver vamos usar:
- Equação de estado do gás ideal:
. - Fórmula do trabalho reversível isotérmico:
Passo 2
Explicando a teoria passo a passo:
Num processo isotérmico de um gás ideal, a pressão interna do gás é
Num processo isotérmico de um gás ideal, a pressão interna do gás é
e, no reversível, a pressão externa acompanha a interna. Então o trabalho é
Passo 3
Como é isotérmico,
, logo
Substituindo na expressão do trabalho:
Passo 4
Bora colocar números (usando
):
Calculando passo a passo:
-
. -
. -
Resposta
O trabalho realizado na expansão reversível isotérmica é aproximadamente