Certa massa gasosa ocupa volume equivalente a(2,5 ml. sob pressão de 4 atm. Considerando as características das transformações gasosas a seguir, responda ao que se pede
a) Supondo que o gás esteja inicialmente a 27°C e após certo tempo tenha sua temperatura medida e o
valor encontrado seja de 300K, o que se pode argumentar a respeito da variação de sua energia interna?
b) Este mesmo gás passa por uma transformação isovolumétrica enquanto recebe 400 J de calor. Nessas condicões, determine a variação da energia interna do gás.
a) Supondo que o gás esteja inicialmente a 27°C e após certo tempo tenha sua temperatura medida e o
valor encontrado seja de 300K, o que se pode argumentar a respeito da variação de sua energia interna?
b) Este mesmo gás passa por uma transformação isovolumétrica enquanto recebe 400 J de calor. Nessas condicões, determine a variação da energia interna do gás.
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As respostas estão nas imagens em anexo.
a) ΔU = 0
b) ΔU = 400 J
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O funcionamento de uma máquina térmica deve obedecer à 1ª lei da termodinâmica:
[tex]\mathbf{Q = \tau + \Delta U}[/tex]
Q : calor (cal ou J)
τ : trabalho (cal ou J)
ΔU : variação de energia interna
Essa fórmula significa que o calor fornecido ao sistema (Q) deve produzir trabalho (τ) e esquentar o gás (ΔU).
No nosso caso
V₁ = 2,5 mL
P₁ = 4 atm
T₁ = 27 °C + 273 = 300 K
T₂ = 300 K
a) Se a temperatura no final do processo é igual à temperatura inicial significa que não houve variação da energia interna:
ΔU = 0
b) Transformação isovolumétrica ⇒ τ = 0, pois
τ = P . ΔV
τ = P . 0
τ = 0
Então, pela 1ª lei, após receber Q = 400 J
Q = τ + ΔU
400 = 0 + ΔU
ΔU = 400 J