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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 2.Exercícios - Ex. 4a

Uma amostra de 1,00 mol de um gás perfeito monoatômico, aço Cvm=3/2 R, inicialmente a p1=1,00 atm e T=300K, é aquecida reversivelmente, até 400K, a volume constante. Calcule a pressão final, ∆ U ,   q   e   w .

Passo 1

Inicialmente nós calculamos a pressão final ( p 2 ), é bem simples, basta jogar os dados conhecidos de pressão e temperatura (em Kelvin) na fórmula:

p 1 T 1 = p 2 T 2

1   a t m 300 K = p 2 400 K

p 2 = 1,33 a t m

Passo 2

Agora partimos para calcular a variação de energia interna ∆ U , novamente é somente uma aplicação da fórmula já conhecida:

∆ U = n C v m ∆ T

∆ U = 1 m o l 3 2 R ( 400 K - 300 K )

Vamos usar R = 8,3144 J m o l K

∆ U = ( 1   m o l ) ( 3 2 ) ( 8,3144 J m o l K ) ( 100 K )

∆ U = + 1,25 K J

Passo 3

Sabendo que o volume é constante vamos ter w = 0 . De acordo com a primeira lei temos que q = ∆ U - w , assim descobrimos que q = + 1,25 K J .

Resposta

p 2 = 1,33   a t m ,   ∆ U = + 1,25 K J ,   w = 0 , q = + 1,25 K J

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