A temperatura de um gás ideal aumenta, diminui ou permanece a mesma durante (a) uma expansão isotérmica, (b) uma expansão a pressão constante, © uma expansão adiabática e (d) um aumento de pressão a volume constante? (JUSTIFIQUE CADA CASO)

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre como a temperatura de um gás ideal muda em diferentes processos. A gente vai precisar lembrar das leis dos gases ideais e entender o que acontece em cada tipo de expansão ou compressão. Vamos analisar cada caso: expansão isotérmica, expansão a pressão constante, expansão adiabática e aumento de pressão a volume constante.

Passo 2

a) Expansão Isotérmica
Uma expansão isotérmica é quando o gás se expande mantendo a temperatura constante. Isso significa que, mesmo com o volume aumentando, a temperatura não muda. Para isso acontecer, o gás troca calor com o ambiente. A equação que usamos aqui é a Lei de Boyle, que diz que quando a temperatura é constante.

Passo 3

b) Expansão a Pressão Constante
Quando o gás se expande a pressão constante, o volume aumenta e a temperatura também muda. Para entender como isso acontece, usamos a Lei de Charles, que relaciona volume e temperatura mantendo a pressão constante: . Então, se o volume aumenta, a temperatura também aumenta proporcionalmente.

Passo 4

c) Expansão Adiabática
Na expansão adiabática, o gás se expande sem trocar calor com o ambiente. Isso faz com que a energia interna do gás diminua, resultando numa queda de temperatura. A equação que descreve esse processo é , onde é a razão entre os coeficientes adiabáticos do gás.

Passo 5

d) Aumento de Pressão a Volume Constante
Aqui, o volume do gás não muda, mas a pressão aumenta. De acordo com a Lei dos Gases Ideais , se o volume é constante e a pressão aumenta, a temperatura também precisa aumentar para manter a equação equilibrada.

Resposta

  • (a) A temperatura permanece a mesma durante uma expansão isotérmica.
  • (b) A temperatura aumenta durante uma expansão a pressão constante.
  • © A temperatura diminui durante uma expansão adiabática.
  • (d) A temperatura aumenta quando há aumento de pressão a volume constante.

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