Três moles de um gás ideal a
expandem-se isotérmica e reversivelmente de 20 para
. Calcule Q, L e
.
Passo 1
O enunciado diz que temos
mol de um gás ideal à temperatura inicial de
que se expande isotermicamente e de maneira reversível de um volume inicial
para um volume final
. O conteúdo é termodinâmica de processos isotérmicos em gás ideal, onde vamos usar a lei dos gases ideais e a expressão para trabalho em expansão isotérmica reversível.
Passo 2
Como o processo é isotérmico, a temperatura
permanece constante e devemos convertê-la para Kelvin:
Passo 3
Em uma expansão isotérmica reversível de gás ideal, o trabalho
feito pelo gás é dado por
onde
.
Passo 4
Substituindo os valores:
Como
, obtemos numericamente
Passo 5
Para um processo isotérmico de gás ideal vale
. Pela primeira lei (
) segue que