Enunciado

A Figura 19.25 mostra o diagrama P V de uma expansão isotérmica de 1,50 mol de um gás ideal, a uma temperatura de 15 ° C . a) Qual é a variação da energia interna do gás? Explique. b) Calcule o trabalho realizado pelo gás ou sobre o gás, e o calor absorvido (ou liberado) pelo gás durante a expansão.

Passo 1

E aí galera, aqui vamos aplicar

∆ U = Q - W .

Para qualquer processo de um gás ideal,

∆ U = n C V ∆ T .

Para uma expansão isotérmica,

W = n R T ln ⁡ V 2 V 1 = n R T ln ⁡ p 1 p 2 .

Temos que:

T = 288,15 K

E

p 1 p 2 = V 2 V 1 = 2,00

Passo 2

  1. A a variação da energia interna do gás é:
  2. ∆ U = 0

    Desde que ∆ T = 0 .

    Passo 3

  3. E o trabalho realizado é:

W = 1,50 m o l 8,314 J / m o l ⋅ K 288,15 K ln ⁡ 2,00 = 2,49 × 10 3 J  

Como W > 0   , o trabalho então é feito pelo gás.

Desde que:

∆ U = 0 ,

Q = W = + 2,49 × 10 3   J

Como Q > 0 , então o calor flui para o gás.

Obs.: Quando o volume aumenta, W é positivo.

Resposta

  1. ∆ U = 0
  2. W = 2,49 × 10 3 J e Q = + 2,49 × 10 3   J
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