Um cilindro contém 3moles de gás hélio a uma temperatura de
. (a) Se o gás é aquecido a um volume constante, qual é a quantidade de energia que deve ser transferida pelo calor do gás par aa temperatura aumentar para 500 K sabendo que para o hélio
. K? Resposta:
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um cilindro com 3 moles de gás hélio a 300 K. A questão quer saber quanto de energia precisa ser transferida como calor para o gás aquecer até 500 K, mantendo o volume constante. Pra resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a capacidade calorífica a volume constante $ C_v $.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula que relaciona a quantidade de calor $ Q $ com a capacidade calorífica a volume constante:
Onde:
- $ n $ é o número de moles do gás,
- $ C_v $ é a capacidade calorífica a volume constante,
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura.
Passo 3
Vamos calcular a variação de temperatura $ \Delta T $:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Resposta
A quantidade de energia que deve ser transferida é $ 7,50 \times 10^{3} \mathrm{~J} $.