Considere que dois mols de um gás ideal monoatômico estão contidos em um dado recipiente que passa por uma transformação isobárica com pressão de 0,3 atm.Nessa transformação, sua temperatura é elevada de 300 para 600 K e seu volume sofre uma elevação de 300 litros.Assinale a alternativa que apresenta os valores mais próximos para a variação da energia interna, o trabalho realizado e a quantidade de calor trocada pelo gás,respectivamente.(Considere R = 8,3 J/mol.K e 1 atm=1 x 10⁵ Pa)
Considere que dois mols de um gás ideal monoatômico estão contidos em um dado recipiente que passa por uma transformação isobárica com pressão de 0,3 atm.
Nessa transformação, sua temperatura é elevada de 300 para 600 K e seu volume sofre uma elevação de 300 litros.
Assinale a alternativa que apresenta os valores mais próximos para a variação da energia interna, o trabalho realizado e a quantidade de calor trocada pelo gás,respectivamente.
(Considere R = 8,3 J/mol.K e 1 atm=1 x 10⁵ Pa)
- A)7,5 x 10³J / 9,0 x 10³ J / 1,6 x 10⁴ J
- B)7,5 x 10³J / 9,0 x 10⁶ J / 9,0 x 10⁶ J
- C)6,2 x 10⁴ J / 9,0 x 10³ J / 7,1 x 10⁴ J
- D)6,2 x 10⁴J / 9,0 x 10⁶J / 9,0 x 10⁶ J
Resposta:
A alternativa correta é A)
Para resolver esse problema, precisamos aplicar as fórmulas adequadas para calcular a variação da energia interna, o trabalho realizado e a quantidade de calor trocada pelo gás.
Vamos começar calculando a variação da energia interna (ΔU) do gás. Para um gás ideal, a energia interna é dada por U = (3/2)nRT, onde n é o número de mols, R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura em Kelvin. Como temos 2 mols de gás, podemos calcular a variação da energia interna como:
ΔU = U2 - U1 = (3/2)nR(T2 - T1) = (3/2)(2)(8,3)(600 - 300) = 7,5 x 10³ J
Agora, vamos calcular o trabalho realizado pelo gás (W). Para uma transformação isobárica, o trabalho é dado por W = PΔV, onde P é a pressão e ΔV é a variação do volume. Como a pressão é constante e igual a 0,3 atm, podemos converter para Pa: P = 0,3 atm = 0,3 x 10⁵ Pa. Além disso, a variação do volume é de 300 litros, que é igual a 0,3 m³. Portanto:
W = PΔV = 0,3 x 10⁵ x 0,3 = 9,0 x 10³ J
Finalmente, vamos calcular a quantidade de calor trocada pelo gás (Q). Para uma transformação isobárica, a quantidade de calor é dada por Q = ΔU + W. Substituindo os valores calculados anteriormente:
Q = ΔU + W = 7,5 x 10³ + 9,0 x 10³ = 1,6 x 10⁴ J
Portanto, a alternativa que apresenta os valores mais próximos para a variação da energia interna, o trabalho realizado e a quantidade de calor trocada pelo gás é a opção A) 7,5 x 10³J / 9,0 x 10³ J / 1,6 x 10⁴ J.
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