Um gás, que se comporta como gás ideal, sofre expansão sem alteração de temperatura, quando recebe uma quantidade de calor .
a) Determine o valor da variação da energia interna do gás. Resposta:

Passo 1

Vamos começar entendendo o que o problema está pedindo. Temos um gás que se comporta como gás ideal e está passando por uma expansão sem alterar a temperatura (processo isotérmico). Durante essa expansão, o gás recebe uma quantidade de calor . Precisamos descobrir qual é a variação da energia interna desse gás, representada por .
Para resolver isso, vamos usar os conceitos da termodinâmica, especificamente a primeira lei da termodinâmica, que relaciona calor, trabalho e energia interna em sistemas.

Passo 2

A primeira lei da termodinâmica é uma forma de expressar a conservação da energia e é dada por:
Onde:
  • é a variação da energia interna do sistema.
  • é o calor fornecido ao sistema.
  • é o trabalho realizado pelo sistema.
No caso de um gás ideal, a energia interna depende apenas da temperatura. Isso significa que, se a temperatura do gás não muda durante o processo, a variação da energia interna também será zero.
Sabemos que o processo é isotérmico, ou seja, a temperatura permanece constante. Então, aplicando isso na equação:
Portanto, mesmo que o gás tenha recebido calor, a energia interna não mudou porque a temperatura se manteve a mesma.

Resposta

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