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.

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