Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica

Questão 11, UFF, P2-2015.2

2g de He (Hélio) a 300K é colocado em contato térmico com 5 g de Ar (Argônio) a 600K. Quanto vale a Temperatura no equilíbrio Térmico? Assinale a alternativa com valor mais próximo da sua resposta obtida.

  1. 333 K
  2. 359 K
  3. 391 K
  4. 413 K
  5. 547 K

Dados:

Massa molar do Hélio: M M H e = 4 g / m o l

Massa molar do Argônio: M M A r = 39,9 g / m o l

R = 8,31 J / m o l . K

Passo 1

Vamos usar a seguinte expressão para o calor:

Q = n c v ∆ T

Como ambos os gases são monoatômicos, podemos dizer que:

c v = 3 R 2

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade em mol de cada substância:

n H e = m M M H e = 2 4 = 0,5 0 m o l

n A r = m M M A r = 5 39,9 = 0,12 m o l

Assim, como o calor recebido é igual ao calor perdido:

n H e c v T f - 300 + n A r c v T f - 600 = 0

Cortando os c v :

n H e T f - 300 + n A r T f - 600 = 0

0,5 T f - 300 + 0,12 . T f - 600 = 0

0,5 T f + 0,12 T f - 150 - 72 = 0

T f = 150 + 72 0,5 + 0,12 ≅ 359 K

Resposta

b)

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