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

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 ( W) realizado por um gás em uma transformação isobárica (pressão constante) é dado por:
W = P times De
Onde:
  • P é a pressão constante
  • De é a variação do volume (volume final menos volume inicial)

Passo 3

Vamos identificar os valores que a gente tem:
  • Pressão, P = 15 atm
  • Volume inicial, Vi = 100 L
  • Volume final, Vf = 200 L
Então, a variação de volume é:
De

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:
  • 1 atm = 10^5 Pa
  • 1 L = 10^-3 m^3
Convertendo a pressão:
P = 15 atm = 15 times 10^5 Pa
E o volume:
De

Passo 5

Agora, vamos calcular o trabalho usando a fórmula:
W = P times De
Multiplicando os valores:
W = 15 times 10^5 times 0,1 = 15 times 10^4 J

Resposta

A resposta correta é a) 15 x 10⁴ J.

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