PERGUNTA 3 Uma expansão isotérmica a T = 45 ºC aumenta o volume de uma máquina térmica de 2,00 m³ para 4,00 m³ de 2,00 mols de um determinado gás ideal. Qual é o valor transferido durante essa expansão?
a. Q = 6,7 kJ
b. Q = 2,7 kJ
c. Q = 5,7 kJ
d. Q = 1,7 kJ
e. Q = 3,7 kJ
a. Q = 6,7 kJ
b. Q = 2,7 kJ
c. Q = 5,7 kJ
d. Q = 1,7 kJ
e. Q = 3,7 kJ
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Resposta:
Explicação:
273 k + 45 = 318 k
nrt* ln (vf/vi)
2*8,31* 318*ln(2) = 3.66,35 = 3,7 kj
Resposta:
Q = 3,7 kJ.
Explicação:
Como a expansão é isotérmica, a temperatura do gás se mantém constante durante o processo e, portanto, podemos utilizar a equação para a variação de entropia em uma expansão isotérmica de um gás ideal:
Q = ΔS·T
Para calcular a variação de entropia, podemos usar a equação:
ΔS = nR ln(Vf/Vi)
Onde n é o número de mols do gás, R é a constante dos gases ideais e ln é o logaritmo natural. Substituindo os valores fornecidos, temos:
ΔS = (2,00 mol)·(8,31 J/mol·K)·ln(4,00 m³/2,00 m³)
ΔS ≈ 11,38 J/K
Agora podemos calcular a quantidade de calor transferida durante a expansão:
Q = ΔS·T
Substituindo os valores fornecidos, temos:
Q = (11,38 J/K)·(318 K)
Q ≈ 3,62 kJ
Portanto, a alternativa correta é Q = 3,7 kJ.