Um gás é colocado em um recipiente maleável, onde é possível haver variação de volume, onde sofrerá uma transformação isobárica. No momento inicial o gás está a temperatura ambiente , o recipiente possui um volume de e a pressão interna é de 2,02 bar. Após aquecimento, a temperatura final do gás é de . Calcule a variação de volume após o processo. Houve expansão ou compressão do recipiente? Expresse o resultado utilizando o sistema internacional de unidades.

Passo 1

Vamos resolver um exercício sobre transformação isobárica (ou seja, com pressão constante) de um gás. Aqui, precisamos usar a Lei dos Gases Ideais para relacionar temperatura, volume e pressão. Os dados que temos são:
  • Temperatura inicial:
  • Volume inicial:
  • Pressão constante:
  • Temperatura final:
Nosso objetivo é calcular a variação de volume e determinar se houve expansão ou compressão, expressando tudo no Sistema Internacional de Unidades (SI).

Passo 2

Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque a Lei dos Gases Ideais usa a escala Kelvin.
  • Temperatura inicial:
  • Temperatura final:

Passo 3

Como a pressão é constante, podemos usar a relação entre volume e temperatura na transformação isobárica:
Onde:
  • = Volume inicial
  • = Volume final
  • = Temperatura inicial
  • = Temperatura final

Passo 4

Vamos isolar na equação:
Substituindo os valores:

Passo 5

Calculando a fração das temperaturas:
Agora, multiplicamos pelo volume inicial:

Passo 6

A variação de volume ( ) é a diferença entre o volume final e o inicial:

Passo 7

Como o volume aumentou, houve uma expansão do recipiente.

Passo 8

Agora, vamos converter os volumes para o Sistema Internacional de Unidades (SI). Sabemos que:
Portanto:
  • Volume inicial:
  • Volume final:
  • Variação de volume:

Resposta

Após a transformação isobárica, o volume do gás aumentou em . Houve expansão do recipiente.

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