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Um gás ideal monoatômico, com n mols e inicialmente na temperatura absoluta T, sofre uma expansão adiabática até que sua temperatura fique a um terço de sua temperatura inicial. Logo, o gás:
Um gás ideal monoatômico, com n mols e inicialmente na temperatura absoluta T, sofre uma
expansão adiabática até que sua temperatura fique a um terço de sua temperatura inicial.
expansão adiabática até que sua temperatura fique a um terço de sua temperatura inicial.
Logo, o gás:
- A)absorveu uma quantidade de calor igual a nRT.
- B)se expandiu isobaricamente.
- C)realizou trabalho liberando uma quantidade de calor igual a nRT.
- D)se expandiu aumentando sua energia interna de nRT.
- E)realizou trabalho e sua energia interna diminuiu de nRT.
Resposta:
A alternativa correta é E)
Logo, o gás:
realizou trabalho e sua energia interna diminuiu de nRT, pois, durante a expansão adiabática, não há transferência de calor entre o sistema e o meio externo (Q = 0). Desse modo, a energia interna do gás é convertida em trabalho realizado pelo gás ao se expandir. Como a temperatura final é um terço da temperatura inicial, a energia interna do gás diminuiu, e essa diminuição é igual a nRT.
realizou trabalho e sua energia interna diminuiu de nRT, pois, durante a expansão adiabática, não há transferência de calor entre o sistema e o meio externo (Q = 0). Desse modo, a energia interna do gás é convertida em trabalho realizado pelo gás ao se expandir. Como a temperatura final é um terço da temperatura inicial, a energia interna do gás diminuiu, e essa diminuição é igual a nRT.
É importante notar que a expansão adiabática é um processo que ocorre rapidamente, de modo que não há tempo para a transferência de calor entre o sistema e o meio externo. Além disso, como o gás é ideal, não há mudanças na sua energia interna devido a mudanças na configuração molecular ou variações na interação entre as moléculas.
Portanto, a opção E) é a resposta correta. A opção A) está errada pois, como mencionado anteriormente, não há transferência de calor durante a expansão adiabática. A opção B) também está errada pois a expansão é adiabática, e não isobarica. A opção C) está errada pois o gás não libera calor, e sim realiza trabalho. A opção D) está errada pois a energia interna do gás diminui, e não aumenta.
Em resumo, a expansão adiabática do gás ideal monoatômico resulta na realização de trabalho e na diminuição da energia interna do gás, o que é consistente com a opção E). É fundamental compreender os conceitos de termodinâmica para resolver problemas desse tipo com precisão.
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