Calcule o calor que deve ser fornecido a uma parcela de ar contendo 1,00 mol de moléculas para manter sua temperatura em 300 K durante sua ascensão, quando se expande de 22,0 L para 30,0 L. R:

Passo 1

Vamos dar uma olhada no problema. Temos 1,00 mol de ar que está se expandindo de 22,0 litros para 30,0 litros enquanto mantém a temperatura constante de 300 K. Vamos usar princípios de termodinâmica, especialmente a primeira lei, para descobrir quanto calor precisa ser fornecido.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da primeira lei da termodinâmica, que é:
Aqui, é o calor fornecido, é a variação da energia interna, e é o trabalho realizado.

Passo 3

Como a temperatura está constante (processo isotérmico), a variação da energia interna para um gás ideal é zero:
Então, a equação fica:

Passo 4

Agora, vamos calcular o trabalho feito durante a expansão isotérmica. A fórmula para o trabalho é:
Onde:
  • mol
  • (constante dos gases)

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula:
Calculando o logaritmo natural:
Então:

Resposta

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