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.