- A temperatura de 3 mol de um gás
.K é aumentada de 50K.
Se o processo é conduzido a volume constante, qual é (a) o calor transferido Q , (b) o trabalho W realizado pelo gás, (c) a variação da energia interna do gás?
Se o processo é conduzido à pressão constante, qual é (d) Q , (e) W , (f) variação da energia interna?
Se o processo é adiabático, qual é (g) Q , (h) W, (i) variação da energia interna?
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos um gás ideal com n = 3 mol, capacidade calorífica a volume constante c_v = 6 cal/(mol·K) e a temperatura aumenta ΔT = 50 K. Vamos calcular para três processos: isocórico, isobárico e adiabático, usando a 1ª lei da termodinâmica e as propriedades do gás ideal.
Passo 2
Para qualquer processo de gás ideal, a variação da energia interna é dada por
. Substituindo:
Passo 3
No processo isocórico (volume constante), o trabalho realizado pelo gás é
. Pela 1ª lei,
cal.
Passo 4
No processo isobárico (pressão constante), usamos
. Com
cal/(mol·K), fica
cal/(mol·K). Então:
A variação de energia interna continua
cal.
Passo 5
No processo adiabático, não há troca de calor, logo
. Da 1ª lei,
, portanto
e mantém-se
cal.
Resposta
a) Q = 900 cal
b) W = 0
c) ΔU = 900 cal
d) Q = 1200 cal
e) W = 300 cal
f) ΔU = 900 cal
g) Q = 0
h) W = -900 cal
i) ΔU = 900 cal
b) W = 0
c) ΔU = 900 cal
d) Q = 1200 cal
e) W = 300 cal
f) ΔU = 900 cal
g) Q = 0
h) W = -900 cal
i) ΔU = 900 cal