Question

Uma amostra de 6,56g de argônio gasoso ocupa um volume de 18,5L a 305K.
a) Calcule o trabalho quando o gás se expande isotermicamente contra pressão externa constante de 7,7KPa até seu volume
aumentar de 2,5L.
b) Calcule o trabalho realizado se a expansão fosse reversível.

Answer 1

Utilizand odefinição de trabalho reversível e não reversível, temos que:

a) 19,25 KJ.

b) 48,72 J.

Explicação:

a) Calcule o trabalho quando o gás se expande isotermicamente contra pressão externa constante de 7,7KPa até seu volume

aumentar de 2,5L.

Considerando que neste caso a expansão é irreversível, então podemos usar a seguinte propriedade para calcular o trabalho desta expansão:

$W=-P(V_f-V_i)$

$W=-7,7(21-18,5)$

$W=-7,7(2,5)$

$W=-19,25 KJ$

Assim este trabalho foi de 19,25 KJ.

b) Calcule o trabalho realizado se a expansão fosse reversível.

Caso a expansão fosse reversível, então ela poderia ser feita infinitesimalmente, ou seja, poderia ser dada pela integral:

$dW=PdV$

$dW=PdV$

$dW=\frac{nRT}{V}dV$

$dW=nRT\frac{dV}{V}$

Integrando dos dois lados temos:

$W=nRT.ln(\frac{V_2}{V_1})$

Substituindo valores:

$W=0,16.8,32.305.ln(\frac{21}{18,5})$ (6,56 gramas de argônio correspondem a 0,16 mols deste átomo).

$W=0,16.8,32.305.ln(1,135)$

$W=0,16.8,32.305.0,12$

$W=48,72$

Assim temos que neste caso o trabalho seria 48,72 J.