Um mol de um gás ideal monoatômico pode atingir o mesmo estado final através de três processos distintos como mostrado no gráfico abaixo.

Dados P 0 = 10   a t m e V 0 = 1,0   c m 3 .

O calor absorvido pelo gás no processo B é:

A) -1,9 J

B) -1,1 J

C) 0 J

D) 1,1 J

E) 1,9 J

Passo 1

Queremos calcular o calor absorvido, para isso vamos usar a primeira lei da termodinâmica:

Δ U = Q + W

Q = Δ U - W

Passo 2

Se fizermos “pi-vi-ti po-vo-to” entre o ponto inicial e o final:

P i V i T i = P f V f T f

p 0 V 0 T i = P 0 4 4 V 0 T f

Obtemos que T i = T f . Isso significa que a energia térmica não varia.

Δ U = 0

Então,

Q = - W

Basta calcular o trabalho sobre o gás!

Passo 3

Lembre-se que

W = - ∫ i f p d V

Que no diagrama PV é a área embaixo do gráfico. Como o volume aumenta, o trabalho é negativo.

No gráfico, a área abaixo do processo B é um trapézio de base maior p 0 , base menor p 0 / 4 e altura ( 4 V 0 - V 0 ) . Então,

W = - p 0 + p 0 / 4 2 3 V 0

W = - 15 8 p 0 V o

Substituindo os valores

W = - 15 8 10   a t m 10 5 P a a t m 1 c m 3 ( 10 - 6   m 3 c m 3 )

W = - 1,87   J   ≅ - 1,9   J

Como

Q = - W

Q = + 1,9   J

Resposta

E) 1,9 J

Exercícios de Livros Relacionados

Calcule o trabalho realizado por um agente externo durante uma compressão isotérmica de 1,00m o l de oxigênio de um volume de 22,4L a 0 ° C e 1,00a t m para um volume de 16,8L .
Uma amostra de um gás ideal sofre uma expansão de uma pressão e volume iniciais de 32a t m e 1,0L para um volume final de 4,0L . A temperatura inicial é 300K . Se o gás é monoatômico e a expansão é is
O calor Q flui para dentro do gás monoatômico ideal, e o volume aumenta enquanto a pressão é mantida constante. Que fração da energia calorífica é usada para realizar trabalho de expansão do gás?
Considere a seguinte série de processos quase-estáticos pelos quais um sistema passa sequencialmente: (1) uma expansão adiabática, (2) uma expansão isotérmica, (3) uma compressão adiabática e (4) uma
Um gás ideal sofre um processo durante o qual P V = c o n s t a n t e e o volume do gás diminui. A temperatura aumenta, diminui ou permanece a mesma durante este processo? Explique.