Um sistema, constituído de 0,32 mol de um gás monoatômico, com cp^prime=52 R, ocupa um volume de 2,2 L à pressão de 2,4 atm. O gás é aquecido à pressão constante até atingir o volume de 4,4 L. Determine:
d) O valor da variação da energia interna. (0,5 pt)
DADOS: R=0,082 L atmmol K=8,314 Jmol K ; 1 atm=1,013 times 10^5 Pa

Passo 1

Vamos resolver a questão que pede para determinar a variação da energia interna de um gás monoatômico. Estamos trabalhando com termodinâmica, especificamente com as leis dos gases ideais. Vamos precisar das equações que relacionam a energia interna com a quantidade de mols e a temperatura.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que para um gás monoatômico, a variação da energia interna ( De) pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
  • é o número de mols,
  • é a capacidade calorífica molar a volume constante,
  • é a variação de temperatura.

Passo 3

Sabemos que Cv = Cp - R = 52R - R = 32R para um gás monoatômico. E, como , podemos encontrar :

Passo 4

Agora, precisamos encontrar a variação de temperatura ( V1T1 = V2T2 ). Sabemos que a pressão é constante, então podemos usar a lei dos gases ideais:
T2 = T1 cdot V2V1
Rearranjando para encontrar De:

Passo 5

Vamos encontrar P V = n R T usando a equação dos gases ideais:
T1 = P V1n R
P = 2,4 , atm, V1 = 2,2 , L, n = 0,32 , mol, R = 0,082 L cdot atmmol cdot K
Convertendo as unidades para Kelvin:
T1 = 2,4 times 2,20,32 times 0,082 approx 202,5 , K

Passo 6

Agora, calculamos De:

Passo 7

Finalmente, calculamos De:

Resposta

A variação da energia interna é aproximadamente .

Exercícios relacionados

Efluente contendo compostos orgânicos tóxicos podem ser tratados através de um biofilme. É desejado tratar 0,1 m^3 por hora de resíduo, contendo 0,1 mol / m^3 de substância tóxica. A espessura do biofilme é de 2 mm , a difusividade DAB é 2 times 10^-10 m^2 / s, a velocidade da reação homogênea é de 1,9 times 10^-2 s^-1. Calcule o fluxo na interface e a concentração média no meio reacional. Resp.: 19,49 times 10^-8 mol / m^2 s e 5,13 times 10^-3 mol / m^3.
No craqueamento catalítico de petróleo é utilizado microesferas de sílica- alumina de diâmetro igual a 1,8 mm e de área específica de poros de 3,2 cm^2 / cm^3. Estime 0 valor do fator de efetividade considerando que a reação catalítica, cuja velocidade é 6,9 cm / s, é irreversível e de primeira ordem. 0 coeficiente efetivo de difusão é 8,0 times 10^-4 cm^2 / s. Resp.: 0,187
Um campo de escoamento é dado por:
V(x, y, t)=2 x^2 imath+4 x y t jmath
c) Qual o vetor aceleração? ( 0,75 pt)
Em uma câmara de combustão, oxigênio difunde através do ar até a superfície plana de carbono, onde reage e forma CO e CO2. A fração molar de oxigênio em z=0 é 0,21. A reação na superfície pode ser considerada como instantânea:
4 C(s)+3 O2(g) 2 CO(g)+2 CO2(g)
Não ocorre reação no filme gasoso. Determine o fluxo de oxigênio. Resp.: 0,203 (C DAB / de )