Question

Coloca-se certa quantidade de um gás num recipiente à pressão de 1,00.105 Pa e à temperatura inicial TA=300 K. O volume do recipiente é VA=6,00.10-3 m3. Aquece-se o sistema (a volume constante) até o mesmo atingir a temperatura final TB=600 K. Considere a massa específica do gás igual à 2,00 kg/m3, o calor específico mola a pressão constante é igual à 40,0 J/mol.K e a constante dos gases R=8 K/mol.K.

a)Esboce um diagrama da pressão em função do volume para o processo descrito, identificando os pontos correspondentes aos respectivos estados termodinâmicos.

b)Qual o nome desse processo?

c) Calcule o valor específico molar a volume constante desse gás.

d) Calcule o número de mols do gás.

e) Calcule a pressão final no estado B.

f) Calcule a quantidade de calor envolvida no processo descrito e explique se esse calor foi perdido ou recebido pelo sistema.

Answer 1

Olá,

A) Primeiro vamos calcular a pressão final, quando o gás já esta aquecido. Vejamos:

$\frac{P.V0}{T} = \frac{P0.V0}{T0} \\ \\ \frac{Pf}{600} = \frac{1.10^{5}.}{300} \\ \\ \\ Pf=2.10^{5}$


 Como o volume é constante, o gráfico P.V será uma reta na vertical, com inicio no ponto (6.10^-3, 1.10^5) até o ponto ( 6.10^-3  ,  2.10^5) .


B) Quando se tem um processo onde o volume é constante, chamamos de processo isovolumétrico.

C) Sabendo que CP=CV+R, temos então 40=CV+8, logo CV=32 J/mol.K.

D) $P.V=nRT \\ \\ 1.10^{5}*6.10^{-3}=n.8.300 \\ \\ n= \frac{600}{2400} =0,25 mol$

E) Já calculamos na letra A, 2.10^5 Pa. 

F) Dada a fórmula Q=n.Cv.Δt, teremos Q=0,25*32*300=2400J.

Como o sinal foi positivo, o calor foi recebido pelo sistema.