Um gás expande-se de 264 mL para 971 mL à temperatura constante. Calcule o trabalho realizado (em joules) pelo gás se este se expandir no vácuo.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um gás que se expande de 264 mL para 971 mL mantendo a temperatura constante. Vamos calcular o trabalho realizado por esse gás durante a expansão no vácuo. Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente sobre trabalho de expansão.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa expansão no vácuo. Quando um gás se expande no vácuo, não há nenhuma pressão externa resistindo a essa expansão. Ou seja, a pressão externa ($ P_{ext} $) é igual a zero.
Passo 3
O trabalho realizado por um gás em expansão é dado pela fórmula:
Onde:
- $ W $ é o trabalho,
- $ P_{ext} $ é a pressão externa,
- $ \Delta V $ é a variação de volume.
Passo 4
Vamos calcular a variação de volume ($ \Delta V $):
Convertendo para litros (já que 1 L = 1000 mL):
Passo 5
Agora, como a expansão é no vácuo, $ P_{ext} = 0 $. Substituindo na fórmula do trabalho:
Resposta
O trabalho realizado pelo gás é de 0 joules.