Física II ⇒ (UNICENTRO 2011)Comportamento de Gases Ideais. Tópico resolvido

[maria0009]

Um gás ideal, inicialmente na pressão p1 = 0,3atm, ocupa um volume V1 = 0,1 litro e está a uma temperatura T1 = 300,0 K sendo aquecido à pressão constante até atingir o volume V2 = 0,4 litros.

Considerando-se 1,0 atm = 105 N/m2, é correto afirmar:

a) O trabalho realizado durante a expansão foi de 6,0 J.
b) O gás atingiu a temperatura T2 = 800,0 K após a expansão.
c) O trabalho realizado, durante todo o processo, foi de 30,0 kJ.
d) A quantidade de calor trocada pelo gás e o exterior, durante todo o processo, foi de 20,0 J.
e) O gás, após ser resfriado, isocoricamente, até alcançar a pressão de 0,1 atm, atinge a temperatura de 400,0 K.

Resposta

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letra e.

Se puder explicar cada acertiva eu agradeço.

[Matheusrpb]

maria0009, bom dia !

[tex3]i)[/tex3] Condição inicial:

[tex3]P_1V_1 = nRT_1[/tex3]

[tex3]nR= \frac{3\cdot 10^4 \cdot 0,1 \cdot 10^{-3}}{300} \ \rightarrow \ nR = 1\cdot 10^{-2} \ J/K[/tex3]

[tex3]ii)[/tex3] Aquecimento à pressão constante:

[tex3]\frac VT = cte[/tex3]

[tex3]\frac{0,1}{300} = \frac{0,4}{T_2} \ \rightarrow \ T_2 = 1200 \ K[/tex3]

[tex3]iii)[/tex3] Energia interna:

[tex3]\Delta U = \frac 32 nR\Delta T = \frac 32 \cdot 10^{-2}\cdot 900 \ \rightarrow \ \Delta U = 13,5 \ J[/tex3]

[tex3]iv)[/tex3] Trabalho:

[tex3]W = P\Delta V = 3\cdot 10^4 \cdot 0,3\cdot 10^{-3} \ \rightarrow \ W = 9 \ J[/tex3]

[tex3]v)[/tex3] Calor trocado:

[tex3]Q = \Delta U + W = 13,5 + 9 \ \rightarrow \ Q = 22,5 \ J[/tex3]

[tex3]vi)[/tex3] Resfriamento proposto na alternativa (e):

[tex3]\frac PT = cte[/tex3]

[tex3]\frac{0,3}{1200} = \frac{0,1}{T_f} \ \rightarrow \ \boxed{\boxed{T_f = 400 \ K}}[/tex3]

[maria0009]

Muito obrigada por analisar cada acertiva, me ajudou a entender melhor!.