Um gás ideal sofre uma expansão isobárica a pressão p. (b) 0 calor absorvido depende de qual variável termodinâmica?
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um gás ideal que está passando por uma expansão isobárica, ou seja, a pressão mantém-se constante. A pergunta é: o calor absorvido nessa expansão depende de qual variável termodinâmica? Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre os gases ideais, processos isobáricos e como o calor está relacionado às variáveis termodinâmicas como temperatura, volume e pressão.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um processo isobárico. “Iso” vem do grego e significa igual, e “bárico” refere-se à pressão. Então, uma expansão isobárica é quando o gás se expande mantendo a pressão constante. Isso significa que, mesmo com a expansão, a pressão não muda.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre o calor absorvido pelo gás durante esse processo. De acordo com a primeira lei da termodinâmica, o calor absorvido pelo sistema é igual à variação da energia interna mais o trabalho realizado pelo sistema:
Para um gás ideal, a energia interna depende apenas da temperatura. Isso significa que está relacionada à variação de temperatura .
Passo 4
O trabalho realizado por uma expansão isobárica pode ser calculado pela fórmula:
Aqui, é a variação de volume. Como o processo é isobárico, a pressão é constante.
Passo 5
Combinando as duas equações, temos:
onde é o número de mols do gás e é a capacidade calorífica a pressão constante. Essa equação mostra que o calor absorvido está diretamente relacionado à variação de temperatura .
Resposta
O calor absorvido na expansão isobárica depende da temperatura do gás.