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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. 9

Um gás em um cilindro foi colocado em um aquecedor e ganhou 5500 kJ de energia na forma de calor. Se o volume do cilindro aumentou de 345 mL para 1.846 mL contra uma pressão atmosférica de 750. Torr durante o processo, qual é a variação de energia interna do gás no cilindro?

Passo 1

Podemos começar calculando a variação de volume:

Δ V = V f i n a l - V i n i c i a l Δ V =   1846   m L - 345   m L Δ V = 1501   m L

Convertendo para L:

Δ V = 1501   m L × 1   L   10 3   m L = 1,501   L  

Passo 2

Agora podemos calcular o trabalho utilizando a expressão:

w =   - P e x t × Δ V w =   - 750   T o r r × 1   a t m 760   T o r r × 1,501   L = - 1,48   a t m × L

Sabendo que:

1   a t m = 760   T o r r 1   a t m . L = 101,325   J w =   - 1,48   a t m × L × 101,325   J 1   a t m ⋅ L × 1   k J 1   a t m ⋅ L × 1   k J 10 3   J = - 0,150   k J    

Passo 3

Utilizando a primeira Lei da Termodinâmica:

Δ U = q + w = + 5500   k J +   - 0,150   k J = 5499,8   k J ≈ 5500   k J

Resposta

Δ U = 5500   k J

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