Exercícios Resolvidos de Energia Interna de um gás e Calores Específicos Molares
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Livro Young and Freedman, Volume 2, 12ª Edição, Capítulo 19, Seção Exercícios, Exercício 9
(Capítulo 19.Exercícios – Ex. 9) Um gás no interior de um cilindro se expande de um volume igual a 0,110 até um volume igual a . O calor flui para dentro do sistema com uma taxa suficiente para manter a pressão constante e igual a durante a expansão. O calor total fornecido ao sistema é igual a . a) Calcule o trabalho realizado pelo gás. b) Calcule a variação da energia interna do gás. c) O resultado depende ou não do gás ser ideal? Justifique sua resposta.
Passo 1
Fala aí galera, beleza? Bora resolver mais uma questãozinha!
Esse exercício aqui é daqueles bem típicos de primeira lei da termodinâmica, então teremos algo bem simples!
O enunciado começa dizendo dizendo que temos um gás em expansão, o que mostra pra gente que temos variação de volume. Além disso, ele também afirma que temos uma pressão constante (transformação isobárica), e que isso se dá por um fluxo de calor, cujo valor nos é dado. Essas constatações vão garantir que possamos usar nesse exercício todas as fórmulas referentes à primeira lei da termodinâmica.
Bom, vamos começar resolvendo o item que pede o trabalho realizado.
Para um processo de pressão constante, temos que o trabalho se dá por:
Assim, o trabalho realizado pelo gás é de:
Passo 2
Como o gás obedece a primeira lei da termodinâmica, sabemos que podemos usar a equação de energia interna , a qual se dá por:
Como o enunciado deu pra gente o valor de que representa o calor fornecido ao sistema, e o trabalho foi encontrado no item anterior, temos que:
Passo 3
Por fim, como serve para um processo de pressão constante e se aplica a qualquer material, temos que a lei do gás ideal não foi usada, não importando se o gás é ideal ou não.
Prontinho pessoal! Bem simples né?
Pra essa questão é isso! Bora resolver mais uma?
Resposta
a)
b)
c) Não depende