O calor flui para dentro de um gás monoatômico ideal, e o volume aumenta enquanto a pressão é mantida constante. Que fração da energia calorífica é usada para realizar o trabalho de expansão do gás?

Faaaaala meu povo, bora pra mais uma questão do nosso livro!

Para essa questão, primeiramente temos que a capacidade de calor molar em volume constante para ideal (gás monoatômico) é dada como:

Onde o calor molar necessário para aumentar a temperatura do gás em 1 grau, e é a constante dos gases ideais dada por:

Temos também que o trabalho realizado em uma mudança de volume a pressão constante:

Logo,

Onde é a pressão do gás, é o volume inicial e o volume final.

E na equação dos gases ideais temos:

Onde é o número de mols, é a constante dos gases ideias, é a temperatura, é o volume e é a pressão do gás.

E por último temos a 1º lei da termodinâmica dada por:

Onde é a variação interna de energia dependente somente da temperatura, é o trabalho realizado pelo sistema e é o calor total adicionado ao sistema.

Com esses dados a gente pode segui na nossa resolução.