Cinco moles de um gás ideal monoatômico com uma temperatura inicial de 127 ° C se expandem e, nesse processo, absorvem 1200J de calor e realizam 2100J de trabalho. Qual é a temperatura final do gás?

Passo 1

O tipo de processo não está especificado. Podemos usar Δ U = Q - W porque isso se aplica a todos os processos.

Calcularemos Δ U e, a partir dele, calcularemos Δ T .

Q é positivo, pois o calor entra no gás: Q = + 1200   J

W positivo desde que o gás se expande: W = + 2100   J

Passo 2

Assim,

∆ U = 1200 J - 2100 J - 900 J

Também podemos usar:

∆ U = n 3 2 R   ∆ T

pois isso é verdade para qualquer processo para um gás ideal.

∆ T = 2 ∆ U 3 n R = 2 ( - 900 J ) 3 ( 5,00 m o l ) ( 8,3145 J / m o l ⋅ K ) = - 14,4 ° C

T 2 = T 1 + ∆ T = 127 ° C - 14,4 ° C = 113 ° C

Passo 3

Mais energia deixa o gás no trabalho de expansão do que entra como calor. A energia interna, portanto, diminui e, para um gás ideal, isso significa que a temperatura diminui. Não tivemos que converter Δ T em kelvins já que Δ T é o mesmo nas escalas Kelvin e Celsius.

Resposta

113 ° C

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