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:
c) O valor do calor.
c) O valor do calor.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício de termodinâmica envolvendo um gás monoatômico. O enunciado nos diz que temos 0,32 mol desse gás com capacidade calorífica a pressão constante
. Inicialmente, o gás está ocupando um volume de 2,2 L sob uma pressão de 2,4 atm. Depois, ele é aquecido a pressão constante até atingir um volume de 4,4 L. Nosso objetivo aqui é encontrar o valor do calor transferido nesse processo.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender como a temperatura do gás muda durante esse processo. Como a pressão é constante, podemos usar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão (
), volume (
) e temperatura (
) pela equação:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é a quantidade de mols, -
é a constante dos gases ideais, -
é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Vamos calcular as temperaturas inicial e final usando a equação dos gases ideais.
Temperatura Inicial (
):
Temperatura Final (
):
Passo 4
Agora, precisamos encontrar a variação de temperatura (
).
Depois, usamos a fórmula do calor fornecido a um gás a pressão constante:
Onde:
-
é o calor, -
é a quantidade de mols, -
é a capacidade calorífica a pressão constante.
Resposta
Calculando os valores, o calor transferido é:
Após simplificar os cálculos, encontramos que o valor do calor
é aproximadamente 10,5 J.