Um gás a uma pressão de 15 atm sofre uma transformação isobárica até que seu volume passe de 100 L para 200 L. Qual é o trabalho realizado pelo gás nesta transformação? Adote 1 atm = 105 Pa.
a) 15 x 104 J
b) 15 x 103 J
c) 1500 J
d) 300 x 103 J
e) 3 000 J
a) 15 x 104 J
b) 15 x 103 J
c) 1500 J
d) 300 x 103 J
e) 3 000 J
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre trabalho realizado por um gás numa transformação isobárica. A gente vai precisar entender o que é trabalho em processos termodinâmicos e como calcular quando a pressão se mantém constante. Os dados que temos são a pressão inicial de 15 atm, e o volume passa de 100 L para 200 L. Vamos usar a fórmula do trabalho para transformação isobárica e converter as unidades conforme necessário.
Passo 2
Primeiro, lembra que o trabalho (
) realizado por um gás em uma transformação isobárica (pressão constante) é dado por:
Onde:
-
é a pressão constante -
é a variação do volume (volume final menos volume inicial)
Passo 3
Vamos identificar os valores que a gente tem:
- Pressão,
atm - Volume inicial,
L - Volume final,
L
Então, a variação de volume é:
Passo 4
Agora, precisamos converter as unidades para que tudo esteja no Sistema Internacional de Unidades (SI), já que o trabalho será em Joules (J).
Sabemos que:
Convertendo a pressão:
E o volume:
Passo 5
Agora, vamos calcular o trabalho usando a fórmula:
Multiplicando os valores:
Resposta
A resposta correta é a) 15 x 10⁴ J.