Um mol de um gás ideal, inicialmente a
e 1 atm, é transformado para
e 0,5 atm. Nessa transformação, são produzidos nas vizinhanças 300 J de trabalho. Se
, calcule
e
.
(d)
.
(d)
Passo 1
Vamos lá! Temos um exercício de Termodinâmica onde precisamos calcular a variação da energia interna (
) de um mol de gás ideal que passa de
a
, com uma mudança de pressão de 1 atm para 0,5 atm. Para isso, vamos usar conceitos de energia interna e capacidade calorífica à volume constante (
).
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que para um gás ideal, a variação da energia interna (
) depende apenas da variação de temperatura, não da pressão. A fórmula que vamos usar é:
Onde:
-
é o número de mols, -
é a capacidade calorífica molar a volume constante, -
é a variação de temperatura.
Passo 3
Vamos calcular a variação de temperatura (
). Precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin:
Então:
Passo 4
Agora, vamos inserir os valores na fórmula da variação da energia interna:
Sabemos que:
-
mol, -
, onde , -
.
Então:
Passo 5
Calculando
:
Arredondando:
Resposta
A variação da energia interna (
) é de aproximadamente
.