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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 7.1 - Ex. 106

7.106 Um sistema sofre um processo em duas etapas. Na etapa 1, ele absorve 50 J de calor em volume constante. Na etapa 2, ele cede 5 J de calor, em 1,00 atm, e volta à energia interna original. Determine a variação de volume do sistema durante a segunda etapa e identifique-a como uma expansão ou uma compressão.

Passo 1

Na etapa 1, como o volume é constante, não tem trabalho. Logo

∆ U = Q = 50   J

Na etapa 2, usamos a fórmula

∆ U = q + w

Mas como ele cede o calor, então vai ter um sinal de menos na frente e, por ter pressão constante, o trabalho vai ser calculado como - P ∆ V

50   J = - 5   J - 1   a t m ∆ V

55   J = - 1   a t m ∆ V

Temos as unidades J e atm, podemos usar a conversão de Joule para atm L..

101,325   J = 1   a t m   L

Substituindo

55   J × 1   a t m   L 101,325   J = - 1   a t m ∆ V

∆ V = - 0,54   L

Como o sinal é negativo para a variação de volume, é compressão.

Resposta

∆ V = - 0,54   L ; compressão.

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