Um gás ideal é comprimido isotermicamente por uma força de 1 N agindo em 0.5 m . Calcule Q durante o processo? [considere
]
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um gás ideal sendo comprimido de forma isotérmica, ou seja, à temperatura constante. A força aplicada nessa compressão é de 1 N e o deslocamento é de 0,5 m. Nosso objetivo aqui é calcular a quantidade de calor Q envolvida nesse processo. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre trabalho térmico e leis dos gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que significa um processo isotérmico. Nesse tipo de processo, a temperatura do gás não muda, então a energia interna do gás também não muda. Isso significa que todo o trabalho feito na compressão do gás é convertido em calor. A equação que liga trabalho (W) e calor (Q) nesse caso é:
Passo 3
Agora, vamos calcular o trabalho realizado na compressão. O trabalho W em um processo de força constante é dado por:
onde:
- $ F $ é a força aplicada (1 N)
- $ d $ é o deslocamento (0,5 m)
Substituindo os valores:
Passo 4
Como vimos no Passo 2, em um processo isotérmico para um gás ideal, o calor Q é igual ao trabalho W. Portanto:
Resposta
A quantidade de calor Q durante o processo é 0,5 J.