Uma amostra de
de um gás ideal com
, inicialmente à pressão
e a 277 K , é aquecida reversivelmente até 356 K a volume constante. Calcule a
e
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um gás ideal que está sendo aquecido. A gente precisa usar conceitos de termodinâmica, especificamente relacionados a processos a volume constante. Para resolver, vamos precisar da equação dos gases ideais, das relações entre calor, trabalho e energia interna, além das capacidades caloríficas.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a pressão final
. Como o volume é constante, podemos usar a relação da equação dos gases ideais que relaciona pressão e temperatura:
Aqui,
,
e
.
Passo 3
Isolando
na equação:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, vamos calcular o trabalho
. Como o processo é a volume constante, não há variação de volume, ou seja,
.
Passo 5
Para achar o calor
, usamos a fórmula:
Onde
,
e
.
Passo 6
Calculando a variação de temperatura:
E substituindo na fórmula do calor:
Passo 7
Por último, a variação da energia interna
também pode ser calculada por:
Já que
, então
.
Resposta
Os resultados são: