Para um dado gás,
a qualquer temperatura. Calcule
e
quando 2,00 moles de gás sofrem uma mudança isocórica (
mL), de 1,00 atm para 0,50 atm.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o calor (
), o trabalho (
), a variação da energia interna (
) e a variação da entalpia (
) para um gás que passa por uma mudança isocórica (ou seja, com volume constante). A gente vai usar conceitos de termodinâmica, como as leis dos gases e as definições de calor e trabalho.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que numa mudança isocórica, o volume (
) não muda. Aqui, o volume é de 40 mL, ou 0,040 L. Como o volume é constante, o trabalho (
) realizado pelo gás é zero. A fórmula do trabalho em um processo isocórico é:
Então:
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação da energia interna (
). Sabemos que:
Mas primeiro precisamos encontrar a variação de temperatura (
Rearranjando para
:
Passo 4
Vamos calcular as temperaturas inicial (
) e final (
).
Para
:
Para
:
Passo 5
Calculando a variação de temperatura (
):
Passo 6
Agora, vamos calcular
usando
:
Passo 7
Já que o trabalho (
) é zero, o primeiro princípio da termodinâmica nos diz que:
Passo 8
Por último, vamos calcular a variação da entalpia (
). Sabemos que:
Como o volume é constante:
Convertendo 40 mL para litros e pressão de atm para unidades compatíveis, e considerando as variações:
Resposta
- Calor (
): -0,050 J - Trabalho (
): 0 J - Variação da energia interna (
): -0,050 J - Variação da entalpia (
): -0,070 J