Inicialmente, 2, 71 mols de Gás Perfeito, monoatômico ocupam o volume de
e estão sob pressão de
. A seguir, este gás expande-se isotermicamente até ocupar 18, 0 L e então, ele é aquecido isocoricamente até voltar a pressão de
. Finalmente, este gás é resfriado isobaricamente até retornar ao seu estado inicial. © calcule as temperaturas
e
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um gás perfeito monoatômico que passa por várias transformações: expansão isotérmica, aquecimento isocórico e resfriamento isobárico. Nosso objetivo aqui é calcular as temperaturas
,
e
em cada etapa dessas transformações. Para resolver isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que é
, onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é a quantidade de mols, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar a temperatura inicial
. Temos os seguintes dados:
Usando a lei dos gases ideais:
Isolando
:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, o gás passa por uma expansão isotérmica até o volume
. Isotérmico significa que a temperatura não muda, ou seja,
.
Passo 4
Em seguida, o gás é aquecido isocoricamente (volume constante) até a pressão voltar a
. Como o volume não muda, podemos usar a relação:
Isolando
:
Sabendo que
(pois foi uma expansão isotérmica), temos:
Passo 5
Finalmente, o gás é resfriado isobaricamente (pressão constante) até retornar ao estado inicial. Como a pressão é constante e o volume volta para
, podemos usar novamente a lei dos gases ideais para confirmar que
é mantido.
Resposta
As temperaturas são:
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,
?
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Determine a magnitude do campo magnético produzido (considere
.
Determine a magnitude do campo magnético produzido (considere