Um cilindro contém
de helio a uma temperatura
(a) Qual 6 o calor necessario para aumentar a temperatura para
enquanto o volume permanece constante? Faça um desenho do diagrama PV pura csse processo.
(a) Qual 6 o calor necessario para aumentar a temperatura para
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão de termodinâmica! O enunciado nos dá um cilindro com 0,02 mol de hélio a 25°C e pede para calcular o calor necessário para aumentar a temperatura para 75°C, mantendo o volume constante. Para isso, vamos precisar usar a fórmula do calor em processos a volume constante e entender um pouco sobre os cálculos de calor para gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de temperatura (ΔT). A temperatura inicial é 25°C e a final é 75°C. Para facilitar os cálculos, vamos converter essas temperaturas para Kelvin.
Passo 3
Agora, precisamos da capacidade térmica molar a volume constante (
) para o hélio. O hélio é um gás monatomic, então para gases monatomicos ideais,
é dado por:
onde
é a constante dos gases, aproximadamente 8,314 J/mol·K.
Passo 4
Vamos agora calcular o calor necessário usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Primeiro, calculamos
. Então:
Resposta
O calor necessário para aumentar a temperatura do hélio de 25°C para 75°C a volume constante é de aproximadamente 12,47 J.
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(b) Se a pressio final है
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(b) Se, em vez de manter o volume constante, a pressio do hélio fosse mantida constante, qual seria o calor necessario para aumentar a temperatura de para 75,0
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