Duas amostras de O, 1 O mol de p (atm) um gás monoatômico sofrem os dois processos representados na FIGURA P17.59. a. Durante o processo 1 -+ 2, que quantidade de energia térmica é transferida para o gás ou para fora dele? b. Durante o processo 2 -+ 3, que quantidade de energia térmica 1 ,L 3 4 2 O --- 800 ..--- 600 ~ V(cm') FIGURA P17.59 é transferida para o gás ou para fora dele? c. Qual é a variação total de energia térmica do gás?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

O gás monoatômico é um gás ideal que está sujeito a processos isobáricos e isocóricos.

Letra a:

Para o processo isocórico, V 2 = V 1 = 800 × 10 - 6 m 3 , p 1 = 4.0 a t m , p 2 = 2.0 a t m . A temperatura T 1 do gás é obtido a partir da equação do gás ideal como:

T 1 = p 1 V 1 n R = 390 K

onde n   =   0 . 10   m o l . T 2 pode ser obtido a partir da equação do gás ideal da seguinte forma:

p 1 V 1 T 1 = p 2 V 2 T 2 ⇒ T 2 = T 1 p 2 p 1 = 390 K 2.0 a t m 4.0 a t m = 195 K

O calor necessário para o processo 1   →   2 é:

Q = n C v T 2 - T 1 = 0.10 m o l 20.8 J m o l K 195 K - 390 K = - 406 J ≈ - 410 J

Por causa do sinal negativo, essa é a quantidade de calor removida do gás.

Passo 2

Letra b:

Para este processo isobárico, p 2 = p 3 = 2.0 a t m , V 2 = 800 × 10 - 6 m 3 ,  e   V 3 = 1600 × 10 - 6 m 3 .

Assim, o calor necessário para o processo 2   →   3 é:

Q = n C P T 3 - T 2 = 0.10 m o l 29.1 J m o l K 195 K = 567 J ≈ 570 J

Este é o calor transferido para o gás.

Passo 3

Letra c:

A mudança na energia térmica do gás é:

Δ E t h = Q 1 → 2 + Q 2 → 3 + W 1 → 2 + W 2 → 3 = - 406 J + 567 J + 0 J + W 2 → 3 = 162 J - p Δ V = 162 J - 2.0 × 1.013 × 10 5 P a 1600 × 10 - 6 m 3 - 800 × 10 - 6 m 3 = 0 J

Resposta

  1. ≈ - 410 J
  2. ≈ 570 J
  3. 0J
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