Um gás ideal sofre uma compressão isocórica à volume V. (b) 0 calor absorvido depende de qual variável termodinâmica?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um gás ideal que está passando por uma compressão isocórica, ou seja, à volume constante
. Na parte (b), a pergunta é: “O calor absorvido depende de qual variável termodinâmica?” Vamos precisar entender alguns conceitos básicos de termodinâmica, como calor, trabalho e as leis dos gases ideais, para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que significa compressão isocórica. “Isocórica” vem do grego onde “iso” significa igual e “córica” refere-se ao volume. Então, compressão isocórica significa que o volume do gás não muda durante o processo. Em termos termodinâmicos, isso implica que não há trabalho realizado pelo gás, já que o trabalho
em processos isocóricos é dado por:
Como
, então
.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre o calor
. De acordo com a primeira lei da termodinâmica, a variação da energia interna
de um sistema é dada por:
Como já vimos que
neste processo isocórico, a equação simplifica para:
Isso significa que o calor absorvido pelo sistema é igual à variação da energia interna.
Passo 4
Para um gás ideal, a energia interna depende apenas da temperatura. A equação que relaciona a energia interna com a temperatura é:
Onde:
-
é o número de mols do gás, -
é a capacidade calorífica molar a volume constante, -
é a variação de temperatura.
Passo 5
Dessa forma, o calor absorvido
depende diretamente da variação de temperatura
. Portanto, a variável termodinâmica da qual o calor absorvido depende é a temperatura.
Resposta
O calor absorvido depende da temperatura, ou seja, da variável termodinâmica temperatura
.
Exercícios relacionados
Uma amostra de
de gás hélio inicialmente a
é comprimida isotermicamente para 1,20 atm. Observando que o hélio se comporta como um gás ideal, encontre © a energia transferida pelo calor.
Uma amostra de
de gás hélio inicialmente a
é comprimida isotermicamente para 1,20 atm. Observando que o hélio se comporta como um gás ideal, encontre (a) o volume final do gás,
Um gás ideal sofre uma compressão isocórica à volume V. (a) Determine o trabalho realizado.
Um gás ideal sofre uma compressão isocórica à volume V. (d) a variação da entropia quando o volume vai de
para
.