Calcule e quando de um gás ideal, inicialmente a - e , varia, isobaricamente, para e 18,45L. Dados: ; . $\mathbf{R} .: \mathbf{Q}=\mathbf{6 , 2 3 k J} / \mathrm{mol} ; \mathbf{W}=\mathbf{2 , 4 9 k J}

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. Temos 1,0 mol de um gás ideal que começa a uma temperatura de -123°C e um volume de 6,15 litros. Esse gás passa por uma mudança isobárica (ou seja, a pressão permanece constante) até atingir 177°C e 18,45 litros. Precisamos calcular quatro coisas: Q (calor trocado), W (trabalho realizado), ΔU (variação da energia interna) e ΔH (variação da entalpia).
Para resolver isso, vamos precisar usar algumas fórmulas da termodinâmica para gases ideais, especialmente aquelas relacionadas a processos isobáricos. Também vamos usar as capacidades caloríficas a volume constante (Cv) e a pressão constante (Cp), que são dadas como 1,5 R e 2,5 R, respectivamente. Vamos lá!

Passo 2

Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque as fórmulas gasosas usam a escala Kelvin.

Passo 3

Como o processo é isobárico (pressão constante), podemos usar a seguinte fórmula para o trabalho realizado pelo gás:
Mas como não temos a pressão diretamente, podemos usar a lei dos gases ideais:
Como a pressão é constante, podemos relacionar os volumes e temperaturas:
No entanto, já temos os volumes finais, então usaremos diretamente a variação de volume.

Passo 4

Vamos calcular a variação de volume ( ):
Convertendo litros para metros cúbicos para usar na fórmula do trabalho:

Passo 5

Agora, precisamos encontrar a pressão constante. Vamos usar a condição inicial para isso:
Substituindo os valores:

Passo 6

Agora podemos calcular o trabalho realizado:

Passo 7

Para calcular o calor ( ) em um processo isobárico, usamos:
Sabemos que e .

Passo 8

A variação da energia interna ( ) pode ser encontrada usando a relação:
Substituindo os valores que encontramos:

Passo 9

Finalmente, para a variação da entalpia ( ), em um processo isobárico, usamos:
Portanto:

Resposta

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Calcule e quando 1,0 mol de um gás ideal, cujo é igual 1,4 , inicialmente a e , é expandido adiabatically against a pressure of , until its volume doubles. R.: .
Ao se comprimir de um gás ideal, , adiabaticamente, a temperatura é elevada de para . Calcule e . .
Seja 1,0 mol de um gás ideal ocupando um volume de , a e 1,0 atm. Se a temperatura é acrescida de , qual será a pressão, se o volume permanece o mesmo? R.: .
Em um recipiente de 300 L , mantido a e 1,59atm, está contida uma certa massa de . Mediante a abertura de uma válvula, o gás escapa para o ambiente até que sua pressão se iguale a pressão externa de 1,0atm. Admitindo o comportamento ideal do gás e que a temperatura permaneça constante, determine a massa do gás que ao final escapou do recipiente. Dado: . .