Question

Um mol de um gás ideal monoatômico é aquecido, a volume constante, de 300 a 600 K. Calcule aproximadamente o calor adicionado, o trabalho realizado pelo gás. Considere R = 8,3145 J/mol.K

o resultado é este:
W = 0, e Q = 3735 J

Answer 1

Temos uma transfomação isocórica (ou isovolumétrica). Nesse tipo de transformação o trabalho realizado pelo gás sempre será nulo:

$W=0$


Pela 1ª Lei da Termodinâmica:

$Q=W+\Delta U\qquad\text{(mas }W=0)\\\\ Q=\Delta U$


Todo o calor adicionado $Q$ é convertido em energia interna.


Calculando a variação de energia interna $\Delta U:$

•   $n=1\mathrm{~mol};$

•   $R=8,\!3145\mathrm{~J/(mol\cdot K)};$

•   $\Delta T=600-300=300\mathrm{~K}.$


$\Delta U=\dfrac{3}{2}nR\Delta T\\\\\\ \Delta U=\dfrac{3}{2}\cdot 1\cdot 8,\!3145\cdot 300\\\\\\ \Delta U=3741,525\mathrm{~J}$


Como se trata de uma transformação isovolumétrica, essa é a quantidade de calor adicionada:

$\boxed{\begin{array}{c}Q=3741,525\mathrm{~J}\end{array}}$


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Bons estudos! :-)