Um sistema, constituído de
de um gás monoatômico, com
, ocupa um volume de
à pressão de
. O gás é aquecido à pressão constante até atingir o volume de
. Determine:
b) O valor do trabalho.
b) O valor do trabalho.
Passo 1
Vamos dar uma geral no que o exercício está pedindo. Temos um gás monoatômico com 0,32 mol que ocupa um volume inicial de 2,2 litros sob uma pressão de 2,4 atm. Esse gás é aquecido mantendo a pressão constante até o volume aumentar para 4,4 litros. Nossa missão é descobrir quanto trabalho esse gás realizou durante esse processo. Para isso, vamos usar a fórmula do trabalho em processos de pressão constante:
onde
é a pressão e
é a variação do volume.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação do volume
. O volume inicial é 2,2 litros e o final é 4,4 litros. Então:
Passo 3
Agora, precisamos usar a fórmula do trabalho. No entanto, é importante que as unidades estejam compatíveis. Como a pressão está em atm e o volume em litros, vamos converter para unidades do Sistema Internacional para obter o trabalho em joules.
Sabemos que:
Convertendo:
Passo 4
Aplicando a fórmula do trabalho:
Resposta
O trabalho realizado pelo gás é de aproximadamente
.