Supondo o processo isotérmico e que o trabalho de compressão realizado sobre o gás seja igual a 9l.atm, calcule a quantidade de calor (em joules) trocado com as vizinhanças.
Passo 1
Vamos resolver um exercício de termodinâmica sobre um processo isotérmico, onde a temperatura permanece constante. Precisamos calcular a quantidade de calor trocado com as vizinhanças, sabendo que o trabalho de compressão realizado sobre o gás é de 9 L.atm.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da primeira lei da termodinâmica, que é dada por:
Aqui,
é a variação da energia interna,
é o calor trocado e
é o trabalho realizado.
Passo 3
No caso de um processo isotérmico para um gás ideal, a energia interna (
) não muda porque depende apenas da temperatura, que está constante. Ou seja:
Então, a equação fica:
Passo 4
Desse modo, podemos isolar
:
Isso significa que o calor trocado é igual ao trabalho realizado, mas com sinal oposto.
Passo 5
Sabemos que o trabalho
é 9 L.atm. Para encontrar
em joules, precisamos converter litros-atmósfera para joules. A conversão é:
Então:
Resposta
A quantidade de calor trocado com as vizinhanças é de -912 J.