Uma quantidade de gás ideal monoatômico consiste em n moles inicialmente à temperatura Ti. Então o volume são lentamente dobrados de forma a traçar uma linha reta horizontal no diagrama PV. Em termos de n, R e Ti , encontre (a) o Trabalho e (b) a variação de energia interna do gás.
Obs.: A expressão deve ser calculada explicitamente e fisicamente justificada.
Obs.: A expressão deve ser calculada explicitamente e fisicamente justificada.
Passo 1
O enunciado dá um gás ideal monoatômico de
moles, temperatura inicial
, e diz que o volume é duplicado traçando uma reta horizontal no diagrama
–
. Uma reta horizontal em
–
significa que a pressão fica constante (processo isobárico). Para resolver, usaremos:
– Equação de estado .
– Trabalho em isobárico .
– Variação de energia interna de gás monoatômico .
– Equação de estado
– Trabalho em isobárico
– Variação de energia interna de gás monoatômico
Passo 2
Primeiro achamos a pressão inicial
pela equação de estado no estado inicial:
Como o processo é isobárico, essa pressão permanece igual a
. O trabalho realizado pelo gás é
Como o volume final é
,
Passo 3
Para a variação de energia interna usamos
Em processo isobárico a temperatura final satisfaz
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