Enunciado

Durante uma compressão a pressão constante de 250   P a , o volume de um gás ideal diminui de 0,80   m 3 para 0,20   m 3 . A temperatura inicial é 360   K e o gás perde 210   J na forma de calor. Qual é (a) a variação da energia interna do gás e (b) a temperatura final do gás?

Passo 1

(a) Bom, como o processo é a pressão constante, a gente pode calcular o trabalho sem problemas:

W = p Δ V

W = 250 0,20 - 0,80 = - 150   J

E como o enunciado já deu a quantidade de calor trocado no processo, temos tudo pra usar a primeira lei da termodinâmica! A variação da energia interna vai ser:

Δ E i n t = Q - W

E o calor vai ficar negativo, já que o enunciado diz que o valor é perdido.

Δ E i n t = - 210 + 150 = - 60   J

Pronto.

Passo 2

(b) E agora queremos a temperatura do gás ao final do processo. Podemos usar a lei dos gases ideais:

p i V i T i = p f V f T f

Como as pressões são iguais, podemos cortar as duas:

V i T i = V f T f

0,80 360 = 0,20 T f

T f = 0,20 0,80 360 = 90   K

Resposta

(a) Δ E i n t = - 60   J .

(b) T f = 90   K .

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