Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica

A pá giratória da figura abaixo adiciona energia térmica por atrito a um gás ideal monoatômico ( C v = 12,5   J / m o l     K )  em um recipiente isolado e fechado. A pá giratória é acionada por uma corda sem massa ligada a um objeto em queda, como mostrado na figura. Nesta experiência, um objeto de 5,0   k g cai através de uma distância total de 3,0   m ,   e a temperatura do gás aumenta 6   ° C

Assumindo que toda a energia mecânica perdida pelo objeto em queda é ganha pelo gás, quantos mols de gás devem estar presentes neste recipiente?     

A   3,0    

B   2,0    

C   4,0    

  D   1,0    

( E )   5,0  

Passo 1

Em problemas assim, uma boa tática de resolução é caracterizar o processo antes. Nesse caso, o gás está recebendo calor, através do atrito das pás, em um processo a volume constante.

Desta forma, como o volume não varia o W = 0 e assim, a variação de energia interna é

Δ U = Q = n . c v . Δ T = n . 12,5.6

Lembre-se que

Δ T ° C = Δ T K

O problema, nós diz que que toda a energia potencial perdida, vira calor, assim

Q = Δ E = m g . Δ h

Como o bloquinho desceu 3   m , então

Q = 5.9,8.3 = 147   J

Agora, igualando isso com a fórmula que vimos

Q = 147   J = n . 12,5   .   6

Isolando o número de mols,

n = 147 12,5   .   6 = 1,96   ≅ 2   m o l s

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Resposta

Alternativa B

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