Um cilindro contém
de helio a uma temperatura
(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
(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
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado fala sobre um cilindro com gás hélio. A gente quer descobrir quanto de calor é necessário para aumentar a temperatura desse hélio de 25°C para 75°C, mantendo a pressão constante. Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente sobre Capacidade Calorífica a Pressão Constante.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a quantidade de calor
necessária para aquecer um gás a pressão constante pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
-
é o número de mols do gás. -
é a capacidade calorífica molar a pressão constante. -
é a variação de temperatura.
Passo 3
Vamos identificar os valores que já temos:
- Número de mols (
): - Temperatura inicial (
): - Temperatura final (
): - Variação de temperatura (
): (ou Kelvin, já que a escala é a mesma para variações)
Passo 4
Agora, precisamos encontrar o valor de
para o hélio. O hélio é um gás monoatômico, e para esses gases a capacidade calorífica molar a pressão constante é dada por:
Onde:
-
é a constante dos gases ideais, que vale aproximadamente
Calculando
:
Passo 5
Agora, substituímos todos os valores na fórmula do calor:
Passo 6
Fazendo a multiplicação:
Resposta
O calor necessário para aquecer o hélio de
para
a pressão constante é de 20,785 Joules.