Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases

Um gás ideal monoatômico sofre uma expansão isotérmica a 300 K, com o aumento do volume de 0,020 m3 para 0,040 m3 . A pressão final é de 120 kPa. A transferência de calor para fora do gás é mais próxima de:

A) 3,3 kJ

B) 1,7 kJ

C) -3,3 kJ

D) -1,7 kJ

E) 0,00 kJ

Passo 1

Em processos isotérmicos, a gente pode usar a fórmula:

W = -   n R T ln ⁡ V f V i

E a variação de energia interna vai ser zero! Porque a temperatura não muda. Então:

Q = - W

Pela primeira lei da termodinâmica. Então:

Q = n R T ln ⁡ V f V i

Vou trocar nRT por PV:

Q = P f i n a l V f i n a l ln ⁡ V f V i

Por que eu to usando os valores finais? Porque eu conheço a pressão final de 120 kPa. Poderia usar a inicial, se fosse conhecida. Então vamos substituir os valores:

Q = 120 ∙ 0,04 ∙ ln ⁡ 0,04 0,02

Q = 3,3   k J

Observação: coloquei a pressão em kPa pra ter a resposta em kJ.

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Resposta

Letra A.

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