Enunciado

Calcule o trabalho feito durante a expansão isotérmica e reversível de um gás que satisfaz a equação de estado do virial, eq. 1.19. Calcule (a) o trabalho para 1,0 mol de um gás perfeito, também a 273 K (veja os dados na tabela 1.3) e (b) o trabalho para 1,0 mol de um gás perfeito, também a 273 K. Considere, nos dois casos, que a expansão é de 500 c m 3 até 1000 c m 3 .

Passo 1

E aí pessoal? Vamos lá matar essa questão?

Como pede a questão calcularemos o trabalho a partir da seguinte equação:

w = ∫ V 1 V 2 p   d V

Para p nós obtemos:

p = n R T ( 1 V + n B V 2 + n 2 C V 3 + … )

Por fim, a equação do trabalho ficará como:

w = - n R T l n l n   V 2 V 1   + n 2 R T B 1 V 2 - 1 V 1 + 1 2 n 3 R T C 1 V 2 2 - 1 V 2 2 + …

Passo 2

Para parte (a) aplicamos os dados na fórmula:

w =   - 2,27 l n l n   2 - 49,3 1 1000 - 1 500 + ( 1362 ) ( 1 1000 2 - 1 500 2 )  

w = - 1,5   K J

Passo 3

Para um gás perfeito o trabalho vai corresponder ao primeiro termo da expansão de p:

w = - 1,6   K J

Resposta

a w = - 1,5   K J

b w = - 1,6   K J

Exercícios de Livros Relacionados

Uma amostra de 4,50 g de metano gasoso ocupa o volume de 12,7 d m 3 a 310 K. Calcule o trabalho feito quando o gás se expande isotermicamente contra uma pressão externa constante d...
Uma fita de magnésio metálico, de 15 g, é lançada num béquer com ácido clorídrico diluído. Calcule o trabalho realizado pelo sistema em consequência da reação. A pressão atmosféric...
Uma amostra de nitrogênio, com 3,12 g, a 23,0°C, se expande reversível e adiabaticamente de 400 c m 3 até 2,00 d m 3 . Qual o trabalho feito pelo gás?
Uma amostra de dióxido de carbono, com 2,45 g, a 27,0°C, se expande reversível e adiabaticamente de 500 c m 3 até 3,00 d m 3 . Qual o trabalho feito pelo gás?
Uma amostra de 1,0 mol de um gás perfeito, com C v = 20,8   J K - 1 m o l - 1 está inicialmente a 3,25 atm e 310 K e sofre uma expansão adiabática reversível até a sua pressão atin...
Uma amostra de 1,5 mol de um gás perfeito, com C p m = 20,8   J K - 1 m o l - 1 está inicialmente a 230 KPa e 315 K e sofre uma expansão adiabática reversível até a sua pressão ati...
Uma amostra de 6,56 g de argônio gasoso ocupa o volume de 18,5 d m 3 a 305 K. Calcule o trabalho feito quando o gás se expande isotermicamente contra uma pressão externa constante ...
Calcule o trabalho efetuado por um gás de Van Der Waals durante uma expansão isotérmica reversível. Explique fisicamente o modo pelo qual os coeficientes A e B aparecem na expressã...
É possível ver, com a ajuda de um poderoso microscópio, que um fragmento de um DNA de dupla fita é flexível, com uma ampla faixa de valores para a distância entre as extremidades d...
Expresse o trabalho efetuado por um gás de van der Waals durante uma expansão isotérmica reversível em variáveis reduzidas e encontre uma definição de trabalho reduzido que torna a...
2.2 (b) Uma reação química ocorre num vaso de seção reta uniforme de 50,0 cm^2, provido de um pistão. Em virtude da reação, o pistão se desloca 15 cm contra a pressão externa de 12...
2.2 (a) Uma reação química ocorre num vaso de seção reta uniforme, de 100 cm^2, provido de um pistão. Em virtude da reação, o pistão se desloca 10 cm contra a pressão externa de 1,...