Os recipientes A e B contêm os mesmos gases. O volume de B é quatro vezes maior do que o de A. Os dois recipientes estão conectados por um tubo fino (de volume desprezível) e por uma válvula, que está fechada. gás em A está a de 300   K e a pressão de 1   x   10 5 P a . O gás em B está a 400   K e a pressão de 5   x   10 5 P a . Aquecedores manterão inalteradas as temperaturas de A e de B mesmo após a válvula ter sido aberta.

a) Depois que a válvula for aberta, o gás fluirá para um lado ou para outro até que A e B fiquem com a mesma pressão. Quanto vale essa pressão final ?

b) Este processo é reversível ou irreversível? Explique.

Passo 1

Falaaaaa rapazia da tudo blz?

Sendo o gás nos recipientes A e B considerado como gases ideais,

Na letra (a) podemos expressar o número de mols em A e B da seguinte foram,

n A = P A V A R T A = 1   x   10 5 P a V A R ( 300   K ) = 333,3 V A R

n B = P B V B R T B = ( 5   x   10 5 P a ) ( 4   V A ) R ( 400   K ) = 5000 V A R

Assim o número total de mols vai ser,

n A + n B = 5333,3 V A R = n A ' + n B '

A pressão agora é a mesma em ambos os recipientes:

P A ' = n A ' R T A V A

P B ' = n B ' R T B V B

n A ' = n B ' T B T A V A V B = 400   K 300   K V A 4 V A = 3 n A ' = n B '

Com isso,

5333,3 V A R = n A ' + 3 n A ' = 4 n A '

n A ' = 1333,3 V A R

n B ' = 4000 V A R

P A ' = n A ' R T A V A = 1333,3 V A V A R R T A = 4   x   10 5 P a  

P B ' = n B ' R T B V B = 4000 V B V A R R T B = 4   x   10 5 P a

Assim a pressão vai ser : 4   x   10 5 P a  

Passo 2

Já na letra (b), podemos dizer que a mudança é irreversível porque abrir a válvula é como quebrar uma membrana.

Resposta

a) 4   x   10 5 P a

b) podemos dizer que a mudança é irreversível porque abrir a válvula é como quebrar uma membrana.

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