Question

Oito mols de um gás perfeito sofrem a expressão isobárica AB ilustrada no diagrama V versus ao lado.
Sendo R= 8,3J/(mol.k) a constante  universal dos gases perfeitos determine.
a) A pressão do gás;
b) O trabalho realizado pelo gás sobre o meio no processo;
c) A variação de energia do gás;
d) A quantidade de calor que o gás troca com o ambiente;
e) O calor molar do gás a pressão constante.


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Answer 1

Resposta:

a) 6,64 . 10⁵ Pa

b) 13280 J

c) 39840 J

d) 53120 J

e) 20,75 J/mol.K

Explicação:

Dados:

$V_A=20\,L=20\cdot10^{-3}\,m^3 \quad\quad V_B=40\,L=40\cdot10^{-3}\,m^3\\\\T_A=200\,K \quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad T_B=600\,K\\\\n=8\,mols\\\\R=8,3\,J/mol\cdot K$

a) Pela equação de Clapeyron:

$p\cdot V=n\cdot R\cdot T\\\\p\cdot (20\cdot10^{-3})=8\cdot(8,3)\cdot 200\\\\p=\dfrac{13280}{20\cdot10^{-3}}\\\\\therefore \boxed{p=6,64\cdot10^5\,Pa}$

   (resposta)

b) O trabalho numa transformação isobárica (pressão constante)

é dado por:

$\tau=p\cdot \Delta V\\\\\tau=p\cdot(V_B-V_A)\\\\\tau=(6,64\cdot10^5)\cdot(40-20)\cdot10^{-3}\\\\\therefore \boxed{\tau=13280\,J}$

   (resposta)

c) Supondo um gás monoatômico, a variação na energia interna

é dada por:

$\Delta U=\dfrac{3}{2}\cdot n\cdot R\cdot \Delta T\\\\\Delta U=\dfrac{3}{2}\cdot n\cdot R \cdot (T_B-T_A)\\\\\Delta U=\dfrac{3}{2}\cdot8\cdot(8,3)\cdot(600-200)\\\\\therefore \boxed{\Delta U=39840J}$

   (resposta)

d) Pela 1ª Lei da Termodinâmica, obtemos:

$\Delta U=Q-\tau\\\\39840=Q-13280\\\\\therefore \boxed{Q=53120\,J}$

   (resposta)

e) O calor molar do gás a pressão constante é dado por:

$C_p=\dfrac{5}{2}\cdot R\\\\C_p=\dfrac{5}{2}\cdot (8,3)\\\\\therefore \boxed{C_p=20,75\,J/mol\cdot K}$

   (resposta)

Bons estudos! : )

Equipe Brainly