Considere um mol de um gás ideal monoatômico
a
e 1 atm . Submete-se este gás a uma transformação reversível na qual há expansão e aquecimento simultâneos, a uma pressão constante, até atingir-se a temperatura de
. Calcule
,
e w.
Passo 1
Vamos resolver um exercício de Termodinâmica envolvendo um gás ideal monoatômico. Precisamos calcular a variação da energia interna (
), a variação da entalpia (
), o calor trocado (
) e o trabalho realizado (
) durante uma transformação a pressão constante. Para isso, vamos usar as primeiras leis da Termodinâmica e as relações específicas para gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados fornecidos:
- Quantidade de gás: 1 mol
- Tipo de gás: monoatômico
- Capacidade calorífica a pressão constante:
- Temperaturas inicial e final:
e - Pressão constante:
Passo 3
Para calcular
, usamos a fórmula da variação da energia interna para um gás ideal:
Como
e para um gás monoatômico
.
Passo 4
Calculando
:
Passo 5
Agora, para
, usamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 6
Como a transformação ocorre a pressão constante, o calor trocado
é igual à variação da entalpia:
Passo 7
Para calcular o trabalho realizado
, usamos a relação para processos a pressão constante:
Primeiro, encontramos
usando a lei dos gases ideais:
Substituindo: