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. 24
Uma amostra de gás em um cilindro de volume 3,42 L, em 298 K e 2,57 atm, se expande até 7,39 L por dois caminhos diferentes. O caminho A é isotérmico e a expansão é reversível. O caminho B envolve duas etapas. Na primeira, o gás é resfriado em volume constante até 1,19 atm. Na segunda, o gás é aquecido e se expande contra uma pressão externa constante de 1,19 atm, até o volume final de 7,39 L. Calcule o trabalho realizado nos dois processos.
Passo 1
Caminho A:
Para calcular o trabalho realizado num processo reversível, usamos a expressão:
Passo 2
Para calcular o número de mols do gás, usamos a equação dos gases ideais:
Passo 3
Substituindo esses dados na equação
Passo 4
Calculando o trabalho:
Dados:
Passo 5
Caminho B:
Como o volume permanece constante, não há trabalho realizado na primeira etapa.
Passo 6
Na segunda etapa, o trabalho pode ser calculado pela expressão:
Dados:
Passo 7
Portanto: