Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases

Utilize a figura abaixo, que representa um processo termodinâmico sofrido por  720   m g  de Neônio ( M m = 20 g / m o l ) . Considere  V f = 5000   c m 3 .

Podemos afirmar que as opções corretas são:

I   –  A pressão no  P 3  vale  0,21   a t m

I I   –  A pressão no ponto  P 2  vale  0,61   a t m .

I I I   –  A temperatura em  T 3  vale  54 ° C .

A   I        

B   I I        

C   I I I        

D   I   e   I I I        

( E )   I I   e   I I I .    ​

Passo 1

Para resolvermos essa questão temos que lembrar que em uma transformação adiabática:

P 1 . V 1 γ = P 3 . V 3 γ

E como estamos analisando uma substância monoatômica, então o valor de γ é 1,67

Assim,

3 . 1000 1,67 = P 3 . 5000 1.67

P 3 = 0,204 ≅ 0,21   a t m

Podemos descobrir T 3 usando a relação

T 1 . V 1 γ - 1 = T 3 . V 3 γ - 1

Mas teríamos que encontrar a temperatura T 1 . Então a melhor opção é usarmos a equação geral dos gases, pois já temos P 3 :

P 3 V 3 = n R T 3

Mas falta o número de mols, certo? Sim, ainda não temos ele, mas é fácil encontrar, pois o enunciado nos forneceu a massa da amostra e a massa molecular. Então:

n = m M = 0,72 20 = 0,036

Assim, podemos voltar para equação geral dos gases

P 3 V 3 = n R T 3

0,21.10 5 . 5000.10 - 6 = 0,036 . 8 , 314 . T 3

T 3 ≅ 351   K

Passando para Celsius, temos que a temperatura em 3 é 78 ° C

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Por último vamos encontrar o valor da pressão em 2 P 2

Vamos usar “PiViTi-PoVoTo” para resolvermos isso:

P 1 . V 1 T 1 = P 2 . V 2 T 2

Como o processo de transformação é isotérmico T 1 = T 2 ,

P 1 . V 1 = P 2 . V 2

3.1000 = P 2 . 5000

P 2 = 3000 5000 = 0,6   a t m

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