1-Em um processo isobárico reversível, um gás ideal é expandido de um |
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volume inicial de 3 litros para um volume final de 19,2 litros. No processo foi |
utilizado uma quantidade de calor de
|
de
|
unidades usuais, celsius (sem o sinal
|
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão trata de um processo isobárico reversível envolvendo um gás ideal. Precisamos calcular a variação de temperatura desse processo. Para isso, vamos precisar usar conceitos de termodinâmica, como a primeira lei da termodinâmica e a relação entre calor, trabalho e variação de energia interna em processos isobáricos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em um processo isobárico, a pressão (
) permanece constante. A primeira lei da termodinâmica nos diz que:
Onde:
-
é a variação da energia interna, -
é o calor trocado, -
é o trabalho realizado.
Passo 3
Como o processo é isobárico, o trabalho realizado pelo gás pode ser calculado por:
Onde
é a variação de volume. Vamos calcular
:
Convertendo para metros cúbicos (já que 1 L =
):
Passo 4
Agora, precisamos encontrar a pressão
. Sabemos que para um gás ideal:
Mas como a pressão é constante e não temos informações sobre a quantidade de matéria (
) ou a constante dos gases (
), vamos usar a relação com a variação de entropia.
A variação de entropia em um processo isobárico é dada por:
Rearranjando para encontrar
:
Dado que
e
, podemos calcular
:
Resposta
A variação de temperatura do processo é de aproximadamente 4 K.
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Em que instante de tempo a energia armazena no capacitor será igual a metade do seu valor inicial? (sugestão: lembrem-se de que a energia armazenada em um capacitor é dada por
); (1 ponto)
Usando as relações e
,
faça o cálculo da integral
e obtenha .
faça o cálculo da integral
e obtenha
A quantidade de 3,1 mols de um gás ideal diatômico em temperatura ambiente (moléculas sem movimento de vibração) sofre um processo de expansão ou de compressão adiabáticas, saindo da temperatura de
até a temperatura de
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, causando um aumento de sua energia interna em
. Quantos mols há deste gás? Escreva a unidade como