Considere o mesmo sistema e as mesmas condições iniciais, porém, ao mesmo tempo que a chama está sob o cilindro e o êmbolo se levanta, os pesos deste são removidos de tal maneira que durante o processo a temperatura do gás se mantém constante. Considere que o volume final é de . Calcule o trabalho sobre o gás.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos pede para calcular o trabalho realizado sobre um gás durante um processo onde a temperatura se mantém constante. Isso se encaixa no estudo da Termodinâmica, mais especificamente em Processos Isotérmicos. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula que calcula o trabalho em processos isotérmicos de um gás ideal.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um processo isotérmico. É quando a temperatura do sistema permanece constante durante todo o processo. Para um gás ideal, isso significa que a energia interna não muda, e todo o trabalho realizado é igual ao calor trocado.

Passo 3

Agora, vamos lembrar a fórmula para calcular o trabalho realizado por um gás durante um processo isotérmico:
Onde:
  • é o trabalho realizado sobre o gás.
  • é o número de mols do gás.
  • é a constante dos gases ideais ( ).
  • é a temperatura constante em Kelvin.
  • é o volume final.
  • é o volume inicial.
  • é o logaritmo natural.

Passo 4

No enunciado, já sabemos que o volume final é de . Para prosseguir, precisamos do volume inicial , do número de mols , e da temperatura . Vamos supor que essas informações estejam disponíveis ou já conhecidas do sistema anterior mencionado.

Passo 5

Com todas as informações em mãos, substituímos os valores na fórmula:
Certifique-se de que todas as unidades estão corretas, principalmente a temperatura em Kelvin e os volumes em metros cúbicos.

Passo 6

Finalmente, calculamos o valor do trabalho utilizando os dados fornecidos. Se você tiver os valores específicos de , , e , basta substituir na equação e resolver.

Resposta

O trabalho realizado sobre o gás durante o processo isotérmico é dado por:
Basta substituir os valores de , , e na fórmula para obter o valor numérico do trabalho.

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Considere o mesmo sistema, porém agora os pesos são removidos de tal maneira que a expressão seja constante e descreva a relação entre a pressão e o volume durante o processo. Considere o volume final novamente de . Calcule o trabalho sobre o gás.
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