Um gás ideal sofre uma transformação isovolumétrica recebendo 120 cal de calor.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um gás ideal que passa por uma transformação isovolumétrica, ou seja, de volume constante, e recebe 120 calorias de calor. Vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente sobre Transformações Isovolumétricas em Gases Ideais, para resolver isso. Precisaremos entender como o calor recebido afeta a energia interna e a temperatura do gás.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em uma transformação isovolumétrica, o volume do gás não muda. Isso significa que não há trabalho realizado pela expansão ou compressão do gás, já que o trabalho
em termodinâmica é dado por:
Como
, então
.
Passo 3
Agora, sabemos pela Primeira Lei da Termodinâmica que a variação da energia interna (
) é igual ao calor fornecido (
) menos o trabalho realizado (
):
Como o trabalho
na transformação isovolumétrica, então:
Passo 4
Dado que o gás recebe 120 calorias de calor, podemos substituir na equação:
Isso significa que a energia interna do gás aumentou em 120 calorias.
Passo 5
Se quisermos relacionar essa variação de energia interna com a variação de temperatura, podemos usar a fórmula:
Onde:
-
é o número de mols do gás, -
é a capacidade calorífica a volume constante, -
é a variação de temperatura.
Mas, como o enunciado não fornece
nem
, a resposta mais direta é a variação da energia interna.
Resposta
A variação da energia interna do gás é de 120 calorias.