Enunciado

Quando uma quantidade de gás monoatômico ideal se expande a uma pressão constante de 4 × 10 4 P a , o volume do gás aumenta de 2 × 10 - 3 m 3 para 8 × 10 - 3 m 3 . Qual é a variação da energia interna do gás?

Passo 1

Para um gás ideal a variação de energia interna é:

Δ U = n C v Δ T

E quando temos a pressão constante, pela equação de estado temos:

p Δ V = n R Δ T ∴ n Δ T = p Δ V R

Assim a variação de energia interna é:

Δ U = C v p Δ V R

Passo 2

Mas para um gás monoatômico o calor específico à pressão constante C v é:

C v = 3 2 R

Daí a variação da energia interna é:

Δ U = ( 3 2 R ) p Δ V R = 3 2 p Δ V

Certo até aqui?

Passo 3

Show! Como temos o valor da pressão e a variação do volume, só nos resta substituir:

Δ U = 3 2   . 4 × 10 4 . 8 - 2 × 10 - 3 = 360 J

Resposta

360 J

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