Um mol de um gás ideal monoatômico ao ser expandido realiza um trabalho de e ganha de calor. Podemos afirmar que a expansão deste gás pode ser:
(a) Expansão livre.
(b) Isovolumétrica (ou isocórica) reversível.
(c) Isotérmica reversível.
(d) Adiabática reversível.
(e) Isobárica reversível.
Passo 1
Então, apesar de parecer que a gente sabe nada dessa expansão, analisando com calma, vamos ver que sabemos o suficiente!! Fique tranquilo(a) e vem comigo!
Vamos usar as fórmulas ao nosso favor e ver onde se encaixam nossas respostas.
Passo 2
O problema nos deu , e que o gás é monoatômico certo? E sabendo isso, o que podemos descobrir?
Olha, de cara, conseguimos eliminar a (d), porque se , já temos que o processo não foi adiabático!
E, pela fórmula:
Cara, se teve trabalho, teve variação no volume!! Então, já podemos descartar a letra (b), que nos diz que foi um processo isovolumétrico (isocórico).
Ótimo, menos três! Hahah
Passo 3
Vamos lembrar de mais uma fórmula:
Opa, parece que conseguimos calcular ! Calculando:
Beleza, mas no que isso nos ajuda? Calma, vamos ver no próximo passo.
Passo 4
Te lembrar de outra fórmula:
Onde representa nossos graus de liberdade e , nosso número de mols. Como temos um mol de gás monoatômico, e .
Dessa forma:
E a gente já sabe, pelo passo anterior, o valor de , que é !
Com isso, chegamos a:
Opaaa, se teve variação de temperatura, já podemos descartar a (c), que diz que foi um processo isotérmico.
Pela fórmula, podemos ver, também, que se há variação da energia interna, há variação da temperatura. Então, show!! Tudo certo.
Passo 5
Além disso, como o gás realizou trabalho e ainda houve uma variação na temperatura, não foi uma expansão livre!!
Com isso, eliminamos a letra (a) e só nos sobra a letra (e), que será nossa resposta!
Resposta
Alternativa (e).