Três moles de um gás ideal expandem-se, isotermicamente, contra uma pressão oposta de 100 kPa , de 20 para
. Calcule Q, L e
.
Passo 1
O enunciado diz que temos
mols de um gás ideal que se expande isotermicamente (temperatura constante) contra uma pressão externa constante de
, passando de
para
. O conteúdo envolvido é a Primeira Lei da Termodinâmica e o fato de que, para gás ideal em processo isotérmico, a energia interna depende só da temperatura. Para resolver, vamos usar:
-
em processo isotérmico de gás ideal. - Trabalho realizado pela expansão irreversível
. - Primeira Lei:
.
Passo 2
Como o processo é isotérmico em gás ideal, a variação de energia interna é
Passo 3
Calculamos o trabalho feito pelo gás sobre o ambiente (positivo se o gás expande):
Passo 4
Pela Primeira Lei da Termodinâmica,