O volume de um gás aumenta de 2,0 L a 6,0L a temperatura constante. Calcule o trabalho feito pelo gás se ele se expandir:
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:
W = P De
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 W = 0 times De é igual a zero, porque vácuo não exerce pressão. Então, substituindo na fórmula:

Passo 4

Vamos calcular a variação de volume De:

Passo 5

Agora, substituímos W = 0 times 4,0, L = 0, J 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.

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