En una transformación isobárica, el volumen de un gas ideal aumentó de 0,20 m^3 a 0,60 m^3, bajo una presión de 5 N / m^2.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:
De
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 W = P cdot De 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 De:
W = 5 N/m^2 times 0,40 m^3 = 2 J
Agora, aplicando na fórmula do trabalho:

Passo 5

Sabemos que o gás recebeu 5 J de calor, ou seja, De. Agora, aplicamos os valores na Primeira Lei da Termodinâmica:

Resposta

A variação da energia interna do gás é de 3 J.

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