Enquanto
de um gás ideal passam por uma compressâo isotérmica a
de trabalho é realizado sobre ele pelo meio ambiente.
(b) Se a pressio final है
, qual है a pressâo inicial?
(b) Se a pressio final है
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem 0,4 mol de um gás ideal que está passando por uma compressão isotérmica a 27,0°C. Nessa compressão, o ambiente faz um trabalho de 410 J sobre o gás. A gente precisa descobrir qual era a pressão inicial do gás, sabendo que a pressão final é 1,7 atm. Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente da Lei dos Gases Ideais e da fórmula do trabalho em processos isotérmicos.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, porque nas equações de gás ideal a temperatura precisa estar nessa unidade. A fórmula é:
Então:
Passo 3
Em uma compressão isotérmica (temperatura constante), a relação entre as pressões inicial e final e os volumes inicial e final do gás é dada pela lei de Boyle:
Como a temperatura é constante, podemos usar essa relação para conectar pressões e volumes. Mas para encontrar
, vamos precisar calcular os volumes ou usar o trabalho realizado.
Passo 4
Sabemos que o trabalho realizado em um processo isotérmico é dado por:
Mas podemos também relacionar os volumes com as pressões usando a lei de Boyle:
Substituindo isso na fórmula do trabalho:
Passo 5
Agora, vamos isolar
na equação:
Dividindo ambos os lados por
:
Agora, aplicamos a exponencial para eliminar o logaritmo:
Multiplicando ambos os lados por
:
Passo 6
Vamos substituir os valores conhecidos na equação:
-
-
-
(Vamos converter o trabalho para L·atm para usar essa constante)
Sabemos que, então:
Passo 7
Agora, substituindo na equação:
Primeiro, calculamos o denominador:
Então:
Resposta
A pressão inicial do gás era aproximadamente 2,56 atm.