(a) Qual a variação de energia interna de 3.00 mols de gás hélio, quando sua temperatura é elevada de 20.0K? (b) Admita que a temperatura e o volume inicias eram 300 K e 50.0 litros, respectivamente. Se o aquecimento for isobárico (pressão constante), qual o trabalho realizado pelo gás?
(a)
. (b) 500 J .
(a)
Passo 1
O enunciado trata de um gás hélio ideal monatomic de
mol cujo aquecimento provoca um aumento de temperatura de
K.
Parte (a) pede a variação de energia interna , que para gás ideal depende só de temperatura.
Parte (b) assume que o estado inicial é K e
L e que o aquecimento ocorre a pressão constante; pede-se o trabalho
realizado pelo gás.
Parte (a) pede a variação de energia interna
Parte (b) assume que o estado inicial é
Passo 2
Para um gás ideal monatomic, cada átomo tem
graus de liberdade, de modo que a capacidade calorífica molar a volume constante é
A variação de energia interna é dada por
Substituindo
,
K e
J/(mo
), vem
Passo 3
Em um processo isobárico, o trabalho é
Pela equação de estado
e como
é constante, temos
Logo, usando os mesmos
e
do item (a),
Resposta
(a)
J
(b) J
(b)