Um sistema, constituído de 
  de um gás monoatômico, com 
 , ocupa um volume de 
  à pressão de 
 . O gás é aquecido à pressão constante até atingir o volume de 
 . Determine:
d) O valor da variação da energia interna. 
DADOS: 
 
d) O valor da variação da energia interna.
DADOS:
Passo 1
Vamos resolver a questão que pede para determinar a variação da energia interna de um gás monoatômico. Estamos trabalhando com termodinâmica, especificamente com as leis dos gases ideais. Vamos precisar das equações que relacionam a energia interna com a quantidade de mols e a temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que para um gás monoatômico, a variação da energia interna (
 ) pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
- 
é o número de mols,  - 
é a capacidade calorífica molar a volume constante,  - 
é a variação de temperatura.  
Passo 3
Sabemos que 
  para um gás monoatômico. E, como 
 , podemos encontrar 
 :
Passo 4
Agora, precisamos encontrar a variação de temperatura (
 ). Sabemos que a pressão é constante, então podemos usar a lei dos gases ideais:
Rearranjando para encontrar 
 :
Passo 5
Vamos encontrar 
  usando a equação dos gases ideais:
Convertendo as unidades para Kelvin:
Passo 6
Agora, calculamos 
 :
Passo 7
Finalmente, calculamos 
 :
Resposta
A variação da energia interna é aproximadamente 
 .