Enunciado

O valor de C p para uma amostra de gás perfeito varia com a temperatura de acordo com a expressão C p j J K - 1 = 20,17 + 0,3665 T K .   Calcule q ,     w ,   ∆ U   e   ∆ H , quando a temperatura é elevada de 25°C a 200°C (a) a pressão constante e (b) a volume constante.

Passo 1

Para resolver a primeira parte da questão precisamos resolver a seguinte integral:

q = ∫ 298 K 473 K 20,17 + 0,3665 T / K d T   J   K - 1

q = 28,25   K J

Lembrando que, como a pressão é constante q = ∆ H

Passo 2

Para calcular o trabalho, jogamos os dados na fórmula:

w = - n R ∆ T = ( 1   m o l ) ( 8,3145   J K - 1 m o l - 1 ) ( 473 - 298 ) K

w = - 1,455   K   J

A variação da energia interna é calculada como a soma de w   e   q

∆ U = 28 , 25 - 1,455 = 26,8   K   J

Passo 3

Agora, na segunda parte da questão, precisamos fazer os cálculos com o volume constante.

Lembre-se de que a energia e a entalpia de um gás perfeito dependem somente da temperatura, logo ∆ H = 28,25   K J e ∆ U = q = 26,8   K J .

Como o volume é constante w = 0

Resposta

(a) w = - 1,455   K   J , ∆ U = 26,8   K   J , q = ∆ H = 28,25   K J

(b) ∆ H = 28,25   K J , ∆ U = q = 26,8   K J , w = 0

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Uma amostra consistindo em 2,0 mol de C O 2 ocupa um volume fixo de 15,0 d m 3 , a 300 K. Quando 2,35 KJ de energia, na forma de calor, são injetadas na amostra, sua temperatura aumenta até 341 K. Con
Uma amostra de 70 mmol de Kr (g) se expande reversivelmente e isotermicamente, a 373 K, de 5,25 c m 3 até 6,29 c m 3 . Nessa expansão, a energia interna da amostra aumenta de 83,5 J. Use a equação do
Uma amostra de um 1,00 mol de gás perfeito, com Cpm=7R/2, realiza o seguinte ciclo: (a) aquecimento a volume constante até que a temperatura alcance um valor que é o dobro da temperatura inicial; (b)
A capacidade calorífica a volume constante de um gás pode ser medida pela determinação do abaixamento da temperatura do gás quando este se expande adiabática e reversivelmente. Se a diminuição de pres
Uma amostra de 1 mol de um gás de van der Waals é comprimida de 20,0 d m 3 , a 300 K. No processo, o trabalho feito sobre o gás é de 20,2 KJ. Sendo μ = 2 a R T / C p m , com C p m = 38,4J K - 1 m o l