1 mol de gás ideal monoatômico (ou seja, P V=n R T e E=32 n R T ) está inicialmente a 1atm de pressão e 300K. Uma pressão constante de 5atm é aplicada adiabaticamente (i.e., sem troca de calor), comprimindo o gás irreversivelmente até que o volume diminua em 2 litros ( De ). O gás então se equilibra neste novo volume ainda sem troca de calor com o meio. Usando R=0.082(atml) /(mol K), calcule:
a variação de temperatura, De.

Passo 1

Vamos lá! A gente tem um exercício de Termodinâmica envolvendo gás ideal monoatômico. Precisamos calcular a variação de temperatura ( ) quando 1 mol desse gás é comprimido adiabaticamente com uma pressão constante de 5 atm, diminuindo o volume em 2 litros. Para isso, vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais ( ) e a Energia Interna ( ). Além disso, vamos utilizar o valor de .

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa um processo adiabático. Processo adiabático é aquele em que não há troca de calor com o ambiente ( ). Isso significa que toda a energia envolvida na mudança de estado do gás vem do trabalho realizado sobre ou pelo gás.

Passo 3

De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, temos:
De
Como o processo é adiabático ( De):
Onde:
  • é a variação da energia interna.
  • é o trabalho realizado.

Passo 4

Vamos calcular o trabalho realizado ( W = P cdot De). Como a pressão é constante ( ) e o volume diminui em 2 litros ( ):
O sinal negativo indica que o trabalho é realizado sobre o gás (compressão).

Passo 5

Agora, vamos relacionar a variação da energia interna com a variação de temperatura. Para um gás monoatômico:
De
Igualando com o trabalho:
32 n R De

Passo 6

Vamos isolar De:
De
Sabemos que e :

Resposta

A variação de temperatura é aproximadamente .

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1 mol de gás ideal monoatômico (ou seja, P V=n R T e E=32 n R T ) está inicialmente a 1atm de pressão e 300K. Uma pressão constante de 5atm é aplicada adiabaticamente (i.e., sem troca de calor), comprimindo o gás irreversivelmente até que o volume diminua em 2 litros ( De ). O gás então se equilibra neste novo volume ainda sem troca de calor com o meio. Usando R=0.082(atml) /(mol K), calcule:
a variação de energia, De.
1 mol de gás ideal monoatômico (ou seja, P V=n R T e E=32 n R T ) está inicialmente a 1atm de pressão e 300K. Uma pressão constante de 5atm é aplicada adiabaticamente (i.e., sem troca de calor), comprimindo o gás irreversivelmente até que o volume diminua em 2 litros ( De ). O gás então se equilibra neste novo volume ainda sem troca de calor com o meio. Usando R=0.082(atml) /(mol K), calcule:
o trabalho realizado sobre o gás, W.
A síntese de glutamina a partir de glutamato e amônia é uma reação endergônica nas condições padrão:
glutamato +NH3 <=ftharpoons glutamina De
Uma segunda enzima, E2, cataliza duas reações sucessivamente: a fosforilação do glutamato a partir de ATP
glutamato +ATP <=ftharpoons glutamatoP +ADP
e a interconversão entre glutamatoP e glutamina consumindo amônia e liberando fosfato inorgânico
glutamatoP +NH3 <=ftharpoons glutamina +Pi
Lembrando que a hidrólise de ATP (ATP <=ftharpoons ADP+Pi ) é exergônica nas condições padrão, com De, calcule o De da combinação das duas reações ((2) e (3)) catalizadas pela enzima E2.
A termodinâmica do processo de desenovelamento proteico é descrita pela sua variação de energia livre, De.
Explique como se pode inferir o sinal da variação de entalpia e diga se o processo de desenovelamento é endotérmico ou exotérmico em cada uma dessas três temperaturas.