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 26
(Capítulo 19.Exercícios – Ex. 26) Quando uma quantidade de gás monoatômico ideal se expande a uma pressão constante de , o volume do gás aumenta de para . Qual é a variação da energia interna do gás?
Passo 1
Faaaala, galera! Tudo certinho?? Bora lá resolver mais uma questão!
O enunciado já começa nos passando umas informações bem importantes aqui! Ele afirma que o gás é monoatômico, e, portanto, ideal, e que ele se expande a uma pressão constante. Isso significa que ele sofre uma transformação isobárica, e o fato dele estar expandindo, mostra que seu volume está variando. Tendo isso em mente, podemos determinar a variação de energia interna do gás, que é o que o exercício pede!
Para um gás ideal a variação de energia interna é:
E quando temos a pressão constante, pela equação de estado temos:
Assim a variação de energia interna é:
Passo 2
Mas temos mais uma observação a ser feita ainda. Para um gás monoatômico o calor específico à pressão constante é dado por:
Daí, podemos substituir essa relação acima na formulinha do passo anterior, tendo a variação da energia interna como sendo:
Certo até aqui? Bora continuar então!
Passo 3
Show! Como temos o valor da pressão e a variação do volume, só nos resta substituir e encontrar o que está sendo pedido!
Prontinho! Bem simples não é mesmo? Bora resolver mais uma questão então?