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:

Resposta

Exercícios relacionados

Uma máquina que pudesse se mover infinitamente sem precisar de energia é também chamada um moto perpétuo. Escreva porquê a construção de um moto perpétuo violaria o primeiro princípio da termodinâmica.
Calcule o fluxo elétrico através de um cilindro fechado de comprimento e raio , centrado no eixo .
Um pedaço de metal ao ser aquecido por um determinado tempo tem sua temperatura aumentada em . Um pedaço do mesmo peso de um outro material, submetido ao mesmo processo de aquecimento, tem sua temperatura aumentada em . Qual dos dois possui a maior capacidade calorífica.
Calcule o trabalho realizado pelo sistema em uma expansão isotérmica de 1 mol de um gás ideal, a C, partindo de um estado inicial de pressão igual a 1 atm e chegando-se a um estado final de pressão , supondo que a expansão se dê:
b) em duas etapas irreversíveis, contra pressões externas de 0,6 e 0,2 atm…