A FIGURA P17.64 representa um processo tem1odinâmico sofrido Sp, soicnna por 120 mg de hélio gasoso. / a. Determine a pressão (em atm), a temperatura (em ºC) e o volume (em cm3 ) do gás p, 1 .3 nos pontos l, 2 e 3. Disponha "-133•c seus resultados na forma de uma tabela para facilitar a leitura. b. Quanto trabalho é realizado sobre o gás durante cada um dos três segmentos? e. Que quantidade de energia térmica é transferida para o gás ou para fora dele durante cada um dos três segmentos mostrados na figura?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

Suponha que o gás seja um gás ideal e que o trabalho, o calor e a energia térmica estejam conectados pela primeira lei da termodinâmica.

Letra a:

Para o ponto 1, V 1 = 1000 c m 3 = 1.0 × 10 - 3 m 3 , T 1 = 133 ∘ C = 406 K , e o número de moles é:

n = M M m o l = 120 × 10 - 3 g 4 g m o l = 0.030 m o l

Assim, a pressão p 1 é:

p 1 = n R T 1 V 1 = 1.012 × 10 5 P a = 1.0 a t m

O processo 1   →   2 é isocórico V 2 = V 1 e p 2 = 5 p 1 = 5.0 a t m . Assim,

T 2 = T 1 p 2 p 1 = 406 K 5 = 2030 K = 1757 ∘ C

O processo 2   →   3 é isotérmico T 2 = T 3 , então,

V 3 = V 2 p 2 p 3 = V 2 p 2 p 1 = 5 V 2 = 5000 c m 3

Passo 2

Letra b:

O trabalho W 1 → 2 = 0 J porque é um processo isocórico. O trabalho no processo 2   →   3 pode ser encontrado usando a equação abaixo:

W 2 → 3 = - n R T 2 ln ⁡ V 3 V 2 = - 0.030 m o l 8.31 J m o l K 2030 K ln ⁡ 5 = - 815 J

O trabalho no processo isobárico 3   →   1 é:

W 3 → 1 = - p V f - V i = - 1.012 × 10 5 P a 1.0 × 10 - 3 m 3 - 5.0 × 10 - 3 m 3 = 405 J

Passo 3

Letra c:

O calor transferido no processo 1   →   2 é:

Q 1 → 2 = n C V Δ T = 0.030 m o l 12.5 J m o l K 2030 K - 406 K = 609 J

O calor transferido no processo isotérmico 2   →   3 é Q 2 → 3 = - W 2 → 3 = 815 J . O calor transferido no processo isobárico 3   →   1 é:

Q 3 → 1 = n C p Δ T = 0.030 m o l 20.8 J m o l K 406 K - 2030 K = - 1013 J

Resposta

  1. Ver resposta
  2. Ver resposta
  3. Ver resposta
Ver Outros Exercícios desse livro