En una transformación isobárica, el volumen de un gas ideal aumentó de
a
, bajo una presión de
.Durante el proceso, el gas recibió 5 J de calor del ambiente. Determine la variación de energía interna del gas.
Passo 1
Vamos lá! Temos uma transformação isobárica, ou seja, a pressão do gás permanece constante. O volume do gás ideal aumentou de
para
sob uma pressão de
. Além disso, o gás recebeu 5 J de calor do ambiente. Nosso objetivo é determinar a variação da energia interna desse gás. Para resolver isso, vamos usar a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona calor, trabalho e variação da energia interna.
Passo 2
A Primeira Lei da Termodinâmica é a base para essa resolução e é expressa pela fórmula:
Onde:
-
é a variação da energia interna do sistema. -
é o calor fornecido ao sistema. -
é o trabalho realizado pelo sistema.
Passo 3
Primeiro, vamos calcular o trabalho
realizado pelo gás durante a expansão. Em uma transformação isobárica, o trabalho pode ser calculado pela fórmula:
Onde:
-
é a pressão constante. -
é a variação de volume.
Passo 4
Calculando
:
Agora, aplicando na fórmula do trabalho:
Passo 5
Sabemos que o gás recebeu 5 J de calor, ou seja,
. Agora, aplicamos os valores na Primeira Lei da Termodinâmica:
Resposta
A variação da energia interna do gás é de 3 J.