O gás da questão anterior também foi aquecido lentamente de 200 K para 300 K, agora sob volume constante de 10 L. Calcule q, w, De e De em joules. Considere que CV=32 R. O que você pôde notar de diferente entre as questões 25 e 26?

Passo 1

Vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos um gás que foi aquecido de 200 K para 300 K, mantendo o volume constante de 10 litros. Precisamos calcular o calor fornecido ao sistema ( q), o trabalho realizado ( w), a variação da energia interna ( De) e a variação da entalpia ( De), tudo em joules. Sabemos que a capacidade calorífica a volume constante é CV = 32 R. Para resolver isso, vamos usar as leis da termodinâmica aplicadas a processos a volume constante.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a variação da energia interna ( De). A fórmula para De em um processo a volume constante é:
De
Onde:
  • n é o número de mols do gás
  • CV = 32 R é a capacidade calorífica a volume constante
  • De é a variação de temperatura, que é 300, K - 200, K = 100, K

Passo 3

Vamos substituir os valores na fórmula:
De
Aqui, R é a constante dos gases ideais, que vale aproximadamente 8,314, J/mol·K.

Passo 4

Agora, vamos calcular o trabalho realizado ( w). Em um processo a volume constante, o trabalho é dado por:
w = -P De
Como o volume não muda ( De), temos:
w = 0, J
Isso significa que não há trabalho sendo realizado pelo gás nesse processo.

Passo 5

Em seguida, vamos calcular o calor fornecido ao sistema ( q). Pela primeira lei da termodinâmica:
De
Como w = 0, temos:
q = De

Passo 6

Por fim, vamos calcular a variação da entalpia ( De). A entalpia é relacionada à energia interna pela fórmula:
De
Em um processo a volume constante, usando a equação dos gases ideais ( P V = n R T), temos:
De
Então,
De

Resposta

Os valores calculados são:
q = 150, n R , J w = 0 , J De
Além disso, a diferença entre as questões 25 e 26 está no processo adotado: na questão 25, o gás foi aquecido a pressão constante, o que resultou em um trabalho diferente sendo realizado ( w neq 0), enquanto na questão 26, o aquecimento foi a volume constante, onde o trabalho realizado é zero.

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