Um gás se expande em volume de
para
em temperatura constante. Calcule o trabalho realizado (em joules) se o gás se expande © contra uma pressão constante de 2,8 atm.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado diz que um gás se expande de 26,7 mL para 89,3 mL mantendo a temperatura constante, e precisa calcular o trabalho realizado quando ele se expande contra uma pressão constante de 2,8 atm. O conteúdo que vamos usar aqui é da termodinâmica, especificamente sobre trabalho em processos de expansão de gases a pressão constante. Vamos precisar entender como calcular o trabalho realizado por um gás durante essa expansão.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de volume do gás. A variação de volume (ΔV) é a diferença entre o volume final e o volume inicial.
Passo 3
Agora, precisamos converter essa variação de volume para litros, já que as unidades de pressão que temos são em atmosferas (atm) e é mais fácil trabalhar com litros nesse contexto.
Passo 4
O trabalho realizado por um gás em expansão a pressão constante é dado pela fórmula:
Onde:
- $ W $ é o trabalho realizado,
- $ P $ é a pressão (em atm),
- $ \Delta V $ é a variação de volume (em litros).
Substituindo os valores que temos:
Passo 5
Agora, precisamos converter o trabalho de atm·L para joules (J), já que a resposta deve estar em joules. A conversão é:
Então,
Resposta
O trabalho realizado pelo gás durante a expansão é aproximadamente 17,76 joules.