Qual a relação entre a variação de energia interna de um gás ideal e a variação de sua temperatura em um processo isobárico?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão está perguntando sobre como a energia interna de um gás ideal muda quando a temperatura muda, mas mantendo a pressão constante, ou seja, em um processo isobárico. Vamos precisar entender um pouco de termodinâmica, especialmente sobre gases ideais e como a energia interna está relacionada à temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um gás ideal. Um gás ideal é um modelo simplificado onde assumimos que as partículas não interagem entre si e que o volume das partículas é desprezível comparado ao volume do recipiente. Para gases ideais, a energia interna depende apenas da temperatura.
Passo 3
Agora, sobre energia interna. A energia interna (
) de um gás ideal é a soma de todas as energias das partículas que o compõem. Para um gás ideal monoatômico, a energia interna está diretamente relacionada à temperatura através da fórmula:
onde:
-
é a variação da energia interna, -
é a quantidade de mols do gás, -
é a capacidade calorífica a volume constante, -
é a variação de temperatura.
Passo 4
Em um processo isobárico, a pressão é constante, mas a temperatura pode variar. Mesmo com a pressão constante, para um gás ideal, a relação entre a energia interna e a temperatura ainda é dada por
. Isso porque a energia interna depende apenas da temperatura, não da pressão ou do volume no caso de um gás ideal.
Passo 5
Então, a variação da energia interna de um gás ideal em um processo isobárico está diretamente proporcional à variação da temperatura desse gás. Ou seja, se a temperatura aumenta, a energia interna aumenta na mesma proporção, e vice-versa.
Resposta
A variação de energia interna de um gás ideal em um processo isobárico é dada por
, ou seja, ela é diretamente proporcional à variação da temperatura.
Exercícios relacionados
Considerando que 1 mol de gás ideal à
é comprimido isotermalmente de 1 bar para 5 bar. Determine: a)
, b)
se
Considerando o processo reversivel, calcular o
e
para o processo descrito abaixo:
116
116
Uma máquina de Carnot opera entre duas fontes térmicas, realizando um trabalho de 1000 J por ciclo. Se a fonte quente está a 500 K e a fonte fria a 300 K , qual a quantidade de calor absorvida da fonte quente por ciclo?
Sabendo que a reaçăo:
. apresenta uma
. Calcule o valor de
para a seguinte reaçăo: