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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 19.Problemas - Ex. 65

Use as condições e os processos mencionados no Problema 19.64 para calcular a) o trabalho realizadp pelo gás, o calor fornecido ao gás e a variação da energia interna durante a compressão inicial; b) o trabalho realizado pelo gás, o calor fornecido ao gás e a variação da energia interna durante a expansão adiabática; c) o trabalho realizado pelo gás, o calor fornecido pelo gás e a variação de energia interna durante o aquecidmento final.

Passo 1

Bom, galera, vamos as expressões apropriadas para Q , W e Δ U para cada tipo de processo.

Δ U   =   Q - W também pode ser usado.

Para N 2 :   C V = 20,76 J m o l ⋅ K C P = 29,07 J m o l ⋅ K .

Passo 2

  1. W = p ∆ V = n R ∆ T = 0,150 m o l 8,3145 J m o l ⋅ K - 150   K = - 187   J ,

    Q = n C P ∆ T = 0,150 m o l 29,07 m o l ⋅ K - 150 K = - 654 J

    ∆ U = Q - W = - 467   J .

    Passo 3

  2. Da equação do processo adiabático, gás ideal:

    3. P 1 V 1 γ = P 2 V 2 γ ,

    usando a expressão para a temperatura encontrada no Problema 19.64,

    W = 1 0,40 ( 0,150   m o l ) ( 8,3145 J m o l ⋅ K ) ( 150 K ) ( 1 - ( 1 / 2 0,40 ) = 113 J .

    Q = 0   para um processo adiabático, e Δ U = Q - W = - W = - 113   J .

    Passo 4

  3. Δ V   =   0 , então W   =   0 . Usando a mudança de temperatura, conforme encontrado no Problema 19.64 e na parte (b),

Q = n C V ∆ T = 0,150 m o l 20,76 J m o l ⋅ K 300 K - 113,7 K = 580   J

E

∆ U = Q - W = Q = 580   J

Resposta

  1. ∆ U = - 467   J
  2. - 113   J
  3. 580   J
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