O volume de um gás aumenta de
a 6,0L a temperatura constante. Calcule o trabalho feito pelo gás se ele se expandir:
b) Contra o vácuo
b) Contra o vácuo
Passo 1
Então, a gente tem um gás que está expandindo de 2,0 litros para 6,0 litros sem mudar a temperatura. A matéria envolvida aqui é a Termodinâmica, especificamente o trabalho realizado por um gás durante a expansão. Para resolver isso, vamos precisar entender a fórmula do trabalho em processos isotérmicos (temperatura constante) e considerar como o gás está se comportando quando ele expande contra o vácuo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula para calcular o trabalho realizado por um gás durante a expansão ou compressão a temperatura constante. A fórmula é:
onde:
-
é o trabalho, -
é a pressão externa, -
é a variação de volume.
Passo 3
No caso específico de expansão contra o vácuo, a pressão externa
é igual a zero, porque vácuo não exerce pressão. Então, substituindo
na fórmula:
Passo 4
Vamos calcular a variação de volume
:
Passo 5
Agora, substituímos
na fórmula do trabalho:
(Observação: 1 L·atm ≈ 101,325 J, mas como a pressão é zero, o trabalho é zero independentemente da variação de volume.)
Resposta
O trabalho feito pelo gás ao expandir contra o vácuo é de 0 J.