Considere um sistema constituído por um mol de gás ideal monoatômico contido num recipiente dotado de pistão. Qual será a variação da temperatura do gás se
e
durante um processo?
Passo 1
Então, a gente tem um mol de gás ideal monoatômico num recipiente com pistão. Durante um processo, o gás recebe um calor
e realiza um trabalho
(o sinal negativo indica que o trabalho é feito sobre o sistema). Vamos usar a Primeira Lei da Termodinâmica para encontrar como a temperatura do gás muda.
Passo 2
A Primeira Lei da Termodinâmica diz que a variação da energia interna (
) de um sistema é igual à quantidade de calor fornecido (
) mais o trabalho realizado (
):
Vamos calcular
:
Isso significa que a energia interna do gás diminuiu em 50 J.
Passo 3
Para um gás ideal monoatômico, a variação da energia interna também está relacionada com a variação de temperatura (
) pela fórmula:
Onde:
-
é o número de mols (aqui, ) -
é a capacidade calorífica molar a volume constante. Para um gás monoatômico, , com .
Passo 4
Vamos resolver para
:
Portanto, a temperatura do gás diminui aproximadamente 4,0 K.
Resposta
A variação da temperatura do gás é de aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Um campo elétrico uniforme existe em todos os lugares no plano
. Esse campo elétrico tem uma magnitude de
e está direcionado na direção positiva de
. Uma carga pontual de
é colocada na origem. Determine a magnitude do campo elétrico líquido em (a)
,
Escolha a melhor alternativa justificando claramente sua resposta. Duas esferas condutoras pequenas idênticas estão separadas por
. As esferas mantêm diferentes quantidades de carga e cada esfera possui uma força elétrica atrativa de 10,8 N. A carga total nas duas esferas é de -24 C. As duas esferas agora são conectadas por um fio condutor delgado, que é então removido. A força elétrica em cada esfera é mais próxima de:
A) zero.
B) , atrativa.
C) 3,6 N, atrativa.
D) , repulsiva.
E) 3,6 N, repulsiva.
A) zero.
B)
C) 3,6 N, atrativa.
D)
E) 3,6 N, repulsiva.
Explique porquê a definição de
e suas propriedades (o fato de U ser uma função de estado) pode ser interpretada como decorrência da experiência de Joule.
Calcule o fluxo elétrico através de um cilindro fechado de comprimento
e raio
, centrado no eixo
.