A quantidade de 3 mols de um gás ideal monoatômico sofre a expansão isobárica AB representada no gráfico. Sendo o calor molar sob pressão constante desse gás C = 5 cal/mol. K e adotando R = 8,31 J/mol. K, determine:
a)A pressão sob a qual o gás se expande;
b)A quantidade de calor recebida pelo gás;
c)O trabalho eu o gás realiza na expansão;
d)A variação de energia interna sofrida pelo gás. (Considere 1 cal = 4,18 J)
Respostas
É só aplicar PV = nRT em um dos estados.
Apliquemos no primeiro estado gasoso :
PV=nRT
2P =3.8,31.200
P = 831.3
P= 2493 N / m² ou Pa
Poderia ser aplicado também no segundo.
(b)
Utilizemos esta fórmula : Q=mcΔT .
Só que como calor específico é em cal por mol e não em cal/g , ao invés da massa utilizaremos o número de mols.E ao invés de colocarmos a temperatura em Celsus, vamos pôr em K , visto que a unidade é : C = mol/cal K.
Q = n.C.ΔT
Q=3.5.(500-200)
Q=3.5.300
Q=4500 cal
Q=18810 J
(c)
T=p.ΔV
T=2493.(5-2)
T=7479 J
(d)
Primeira lei da termodinâmica :
Q = T+ΔE
ΔE = Q-T
ΔE = 18.810 - 7479
ΔE = 11331 J
Para o exercício um gás ideal monoatômico sofre a expansão a resposta será:
Resposta:
a) 2493 N / m²
para descobrir a pressão sob a qual o gás se expande devemos aplicar a fórmula:
PV = nRT
Substituindo as incógnitas:
PV=nRT
2P =3 * 8,31 * 200
P = 831.3
P= 2493 N / m²
b) Q= 18810 J
Para calcular a quantidade de calor recebida pelo gás utilizemos a fórmula
Q=ncΔT .
Substituindo os valores teremos:
Q = n.C.ΔT
Q=3.5 * (500-200)
Q=3.5 * 300
Q=4500 cal
Q=18.810 J
c) T=7479 J
O trabalho que o gás realiza na expansão é calculado através da fórmula:
T=p.ΔV
T=2493 * (5-2)
T=7479 Joules
d) ΔE = 11.331 J
A variação de energia interna sofrida pelo gás segundo a primeira lei da termodinâmica é calculada pela fórmula:
Q = T+ΔE
Substituindo os valores:
ΔE = Q-T
ΔE = 18.810 - 7479
ΔE = 11.331 J
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