Tem-se 5 mols de moléculas de um gás ideal ocupando inicialmente o volume de
e exercendo pressão de
. A partir desse estado, o gás se expande isotermicamente, até ocupar o volume de
. Determine:
A pressão final do gás
A pressão final do gás
Passo 1
Beleza, vamos por partes! A questão fala sobre um gás ideal que está ocupando um certo volume e exercendo uma determinada pressão. Depois, esse gás se expande sem mudar a temperatura (isso é o que chamamos de expansão isotérmica). A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, especificamente os gases ideais e os processos isotérmicos. Para resolver isso, vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais e entender como a pressão e o volume se relacionam em uma expansão isotérmica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da Lei dos Gases Ideais, que é uma equação que relaciona a pressão §, o volume (V) e a temperatura (T) de um gás. Ela é dada por:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é o número de mols, -
é a constante dos gases (aproximadamente ), -
é a temperatura.
Como o processo é isotérmico, isso significa que a temperatura
não muda durante a expansão. Quando a temperatura é constante, podemos simplificar a relação entre pressão e volume usando a Lei de Boyle, que diz:
Aqui,
e
são a pressão e o volume iniciais, e
e
são a pressão e o volume finais.
Passo 3
Vamos aplicar a Lei de Boyle para encontrar a pressão final
. Temos os seguintes valores:
- Pressão inicial
- Volume inicial
- Volume final
A equação fica:
Vamos isolar
:
Passo 4
Agora é só substituir os valores na equação:
Calculando isso:
Resposta
A pressão final do gás é
.
Exercícios relacionados
Tem-se 5 mols de moléculas de um gás ideal ocupando inicialmente o volume de
e exercendo pressão de
. A partir desse estado, o gás se expande isotermicamente, até ocupar o volume de
. Determine:
O trabalho realizado pelo gás no processo
O trabalho realizado pelo gás no processo
Um frasco de vidro foi graduado em
a
. Coloca-se dentro do frasco um líquido a 200 C até atingir a marca de
. Quando o conjunto é aquecido até
, observa-se que o líquido atinge a marca de
. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do vidro é
, calcule o coeficiente de dilatação cúbica real do líquido e o volume real do líquido a
.
Tem-se 5 mols de moléculas de um gás ideal ocupando inicialmente o volume de
e exercendo pressão de
. A partir desse estado, o gás se expande isotermicamente, até ocupar o volume de
. Determine:
A quantidade de calor recebida pelo gás durante a transformação
A quantidade de calor recebida pelo gás durante a transformação
Uma barra não condutora de comprimento
tem uma carga
uniformemente distribuida. Determine o campo elétrico produzido no ponto
, situado no eixo
a uma distância
.