Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases

Um gás monatômico ideal sofre uma expansão isotérmica a 300 K, com o aumento do volume de 0,05 m 3 para 0,15 m 3 . A pressão final é de 130 kPa. O calor transferido para o gás, em kJ, é mais próximo de:

A) 21

B) 11

C) -21

D) -11

E) zero

Passo 1

Como o processo é isotérmico, a variação de energia interna será zero.

Pela primeira lei da termodinâmica:

∆ U = Q - W

0 = Q - W

Q = W

Beleza! Então se acharmos o trabalho achamos o calor.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Como o trabalho é:

W = ∫ p d V

E:

p V = n R T

p = n R T V

W = ∫ n R T V d V

W = n R T ln ⁡ V f V 0

Como não sabemos n, vamos fazer:

n R T = p V

E no final:

n R T = 130000 × 0,15 = 19500

Passo 3

Vamos trocar os valores!

W = 19500 ln ⁡ 0,15 0,05

W = 21422   J ≅ 21,4   k J

Resposta

Letra A.

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