Questão 1
Quando uma quantidade de gás monoatômico ideal se expande a uma pressão constante de
, seu volume aumenta de
para
. Qual é a variação da energia interna do gás?
Passo 1
O enunciado diz que um gás monoatômico ideal se expande a pressão constante de
, fazendo seu volume passar de
para
. Queremos a variação da energia interna
. O conteúdo aqui é termodinâmica de gases ideais e a primeira lei da termodinâmica, usando que em gás monoatômico ideal
com
.
Passo 2
Para todo processo, a primeira lei da termodinâmica diz
Num processo a pressão constante, o trabalho realizado pelo gás é
e o calor trocado pode ser expresso por
Passo 3
Mas como o gás é ideal, vale
e ainda temos a relação de estado para transformação isobárica
Isolando
temos
Passo 4
Substituindo na expressão de
obtemos
Passo 5
Calculando numericamente:
,
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