Uma amostra de gás em um cilindro de volume 3,42L, em 248K e 2,47 atm, se expande até 7,39L 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 1,19atm. Na segunda, o gás é aquecido e se expande contra uma pressão externa constante de 1,19atm, até o volume final de 7,39L. Calcule o trabalho realizado nos dois processos.
Passo 1
Vamos por partes!
O caminho A:
Expansão isotérmica reversível, usamos a fórmula:
Para calcular o número de mols, precisamos da lei dos gases ideais:
Aplicando n na fórmula do trabalho...
Passo 2
Para calcular o trabalho do caminho B, vamos calcular o de cada etapa de uma vez e depois somar as duas!
Se o gás é resfriado em volume constante,
Assim, como
É uma expansão à pressão constante, então usamos a fórmula:
Assim, podemos calcular o trabalho total do caminho B:
Resposta
Trabalho do caminho A =
Trabalho do caminho B =