Um mol de gás ideal monoatômico está
inicialmente no estado I, com um volume de 18
litros e à temperatura de 270 K, como mostra o
diagrama V x T abaixo.
Esse gás é então expandido até o estado II, com
20 litros e temperatura 300 K.
Dado: R = 0,08 atm· litro/mol· K
Calcule:
A) o trabalho realizado pelo gás no processo de
expansão.
B) a variação da energia interna do gás.
C) a capacidade térmica do gás a pressão constante, Cp.
RESOLUÇÃO:
pI ⋅ VI = n ⋅ R ⋅ TI → pI ⋅ 18 = 1 ⋅ 0,08 ⋅ 270
pI = 1,2 atm
pII ⋅ VII = n ⋅ R ⋅ TII
→ pII ⋅ 20 = 1 ⋅ 0,08 ⋅ 300
pII = 1,2 atm
Portanto a transformação é isobárica!
A) τ = p ⋅ ∆V → τ = 1,2 ⋅ (20 − 18)
τ = 1,2 ⋅ (20 − 18) → τ = 2,4atm ⋅ L
OBS: No Sistema Internacional de Unidades
(SIU): 1 atm· L = 100 J
τ = 240J
B) Para Gases Ideais Monoatômicos:
3
∆U = ⋅ n ⋅ R ⋅ ∆T
2
3
∆U = ⋅ 1 ⋅ 0,08 ⋅ (300 − 270) → ∆U = 3,6atm ⋅ L
2
No Sistema Internacional → ∆U = 360J
C) Da Primeira Lei da Termodinâmica
Q = τ + ∆U
Q = 2,4 + 3,6 → Q = 6,0atm ⋅ L
No Sistema Internacional: → Q = 600 J
600
J
Q
C
=
C
=
20
C=
→
→
(300 − 270)
K
∆T