Um cilindro, fechado por um êmbolo, encerra o volume de 1,0 litro de um gás ideal à pressão de 2,5 x 105 Pa. Quando o sistema recebe de uma fonte quente 300 J de calor, o êmbolo desloca-se sem atrito, de modo que o volume do gás seja duplicado em um processo termodinâmico, o qual pode ser considerado isobárico. Nesse caso, a energia interna do gás sofreu uma variação, em joules, equivalente a

Um cilindro, fechado por um êmbolo, encerra o volume de 1,0 litro de um gás ideal à pressão de 2,5 x 10⁵ Pa. Quando o sistema recebe de uma fonte quente 300 J de calor, o êmbolo desloca-se sem atrito, de modo que o volume do gás seja duplicado em um processo termodinâmico, o qual pode ser considerado isobárico. Nesse caso, a energia interna do gás sofreu uma variação, em joules, equivalente a

Vamos utilizar a equação de estado dos gases ideais para resolver esse problema. A equação de estado é dada por PV = nRT, onde P é a pressão do gás, V é o volume do gás, n é a quantidade de substância do gás, R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura do gás em Kelvin.

Como o processo é isobárico, a pressão do gás permanece constante. Além disso, como o volume do gás é duplicado, podemos concluir que a temperatura do gás também aumenta.

Vamos calcular a variação de energia interna do gás. A energia interna do gás é dada por U = (3/2)nRT. Como o processo é isobárico, a pressão do gás permanece constante, então a variação de energia interna é dada por ΔU = (3/2)nRΔT.

Vamos calcular a variação de temperatura do gás. Como o volume do gás é duplicado, podemos concluir que a temperatura do gás também é duplicada. Portanto, ΔT = T_f - T_i = 2T_i - T_i = T_i.

Substituindo a equação de estado dos gases ideais em ΔU, obtemos ΔU = (3/2)nR(T_i).

Agora, vamos calcular a temperatura inicial do gás. Podemos utilizar a equação de estado dos gases ideais para isso. PV = nRT => T = PV/nR. Substituindo os valores dados, obtemos T_i = 2,5 x 10⁵ Pa x 1,0 L / (1 mol x 8,3145 J/mol.K) = 300 K.

Substituindo o valor de T_i em ΔU, obtemos ΔU = (3/2)x(1 mol)x(8,3145 J/mol.K)x(300 K) = 50 J.

• A)50
• B)100
• C)150
• D)250
• E)550

Portanto, a resposta correta é A) 50 J.