Questão 2) Considere 2,50 moles de moléculas de um gás ideal diatômico. Inicialmente, esse gás está à pressão atmosférica
, contido em um volume
e à temperatura
. A massa de uma molécula do gás é igual a
.
A partír das condições iniciais citadas no enunciado, o gás sofre uma expansão isotérmica, mantendo a temperatura
, e passa para o mesmo volume de
. Calcule o trabalho realizado sobre o gás.
A partír das condições iniciais citadas no enunciado, o gás sofre uma expansão isotérmica, mantendo a temperatura
Passo 1
O enunciado dá
mols de um gás ideal diatômico que, inicialmente, está em
, volume
e temperatura
. O gás expande-se isotermicamente até
, mantendo
. Queremos o trabalho realizado sobre o gás. Para isso usaremos a lei dos gases ideais e a expressão do trabalho em processo isotérmico.
Passo 2
Convertendo a temperatura para Kelvin, temos
O gás ideal satisfaz
onde
.
Passo 3
Em uma expansão isotérmica, o trabalho realizado pelo gás é
Pela convenção de sinais, o trabalho sobre o gás é
Passo 4
Calculando cada termo:
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e
Resposta
O trabalho realizado sobre o gás é