O volume de um gás aumenta de
a 6,0L a temperatura constante. Calcule o trabalho feito pelo gás se ele se expandir:
a) Contra uma pressão constante de 1,2 atm
a) Contra uma pressão constante de 1,2 atm
Passo 1
Vamos lá! A gente tem um gás que está expandindo de 2,0 litros para 6,0 litros sem mudar a temperatura. O que a gente quer saber é quanto trabalho esse gás fez ao se expandir contra uma pressão constante de 1,2 atm. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula do trabalho em expansão de gases e fazer umas conversões de unidades.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual a fórmula para calcular o trabalho feito por um gás quando ele se expande contra uma pressão constante. A fórmula é:
Onde:
-
é o trabalho -
é a pressão constante -
é a variação do volume
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação do volume (
). O volume inicial é de 2,0 litros e o final é de 6,0 litros. Portanto:
Passo 4
A pressão dada está em atmosferas (atm), e o volume está em litros. Para calcular o trabalho em joules (J), é mais fácil converter as unidades para que fiquem compatíveis. Sabemos que:
Então, vamos calcular o trabalho em
primeiro:
Passo 5
Agora, vamos converter esse valor para joules:
Resposta
O trabalho feito pelo gás nessa expansão é de aproximadamente 486 joules.
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Por que a variação de energia interna
é igual a zero para uma expansão ou compressão isotérmica de um gás ideal?
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
Uma particula move-se ao longo do eixo xy. As suas coordenadas săo dadas em função do tempo por
(wt) e
sen (wt), onde
e w são constantes. Mostrar que em cada ponto a velocidade da partícula é perpendicular ao seu vetor de posição. (Sugestão: Mostrar que o produto escalar r.v é sempre igual a zero).
Os gases
e
queimam num cilindro fechado. O sistema transfere 1150 J para a vizinhança e na expansão realiza 480 J de trabalho na vizinhança. Qual é a mudança de energia interna do sistema ?