Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases

UFF, Física III, P1 - 2018.1, Questão 5

Em um processo isotérmico, 1,59   m o l s um gás ideal é comprimido para um quinto de seu volume a 285   K . Qual o calor adicionado ou removido do sistema durante este processo?

  1. 6060   J adicionado
  2. 3020   J adicionado
  3. 3020   J removido
  4. 6060   J removido
  5. 8880   J removido

Passo 1

A primeira lei de termodinâmica trata da conservação de energia. Em um processo isotérmico, ou seja, aquele em que a temperatura se mantém constante, o que acontece com o gás quando ele é comprimido?

Para responder isso, vamos inicialmente entender a primeira lei. Ela descreve que:

Δ E t é r m = Q r e c e b - g á s + W S G

Considerando o nosso processo como isotérmico, podemos concluir que Δ E t é r m = 0 , pois não há variação da temperatura ao longo da compressão.

Logo:

Q r e c e b - g á s =   -   W S G

A quantidade de calor recebida ou cedida pelo gás é igual ao trabalho realizado por este para compressão.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

O trabalho num processo isotérmico e dado por:

W =   -   n . R . T . l n ( V f V i )

Substituindo a equação do processo isotérmico na equação do trabalho em um processo isotérmico, temos que:

Q = - W S G

Q = n . R . T . l n V f V i  

Substituindo os valores dado no enunciado, temos:

                          Q = 1,59   8,31   285 ln 1 5

Q = - 6060   J

Resposta

Letra D.

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