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O diagrama Volume versus Temperatura, a seguir, representa uma transformação gasosa, I → II → III, sofrida por um mol de gás ideal.

 

 

Considerando R = 2,0 cal/mol.K, qual é o trabalho realizado pelo gás nesse processo?

Resposta:

A alternativa correta é letra C)  800 cal

Sabemos que o trabalho realizado por um gás é dado por:

 

W = displaystyle int P dV

 

Como o volume é constante na transformação II rightarrow III, o trabalho é realizado pelo gás apenas na transformação I rightarrow II. De acordo com a lei geral dos gases, temos:

 

dfrac { P_{I} V_{I} }{ T_{I} } = dfrac { P_{II} V_{II} }{ T_{II} }

 

dfrac { P_{I} cdot 0,1 }{ 200 } = dfrac { P_{II} cdot 0,3}{ 600 }

 

P_{I} = P_{II}

 

Como a pressão é mantida constante, podemos encontrar o trabalho através da equação:

 

W = P Delta V

 

Sabendo a temperatura e o volume, podemos encontrar a pressão do gás utilizando a equação de estado dos gases perfeitos: 

 

PV = nRT

 

Do gráfico, temos:

 

P_I V_I = nRT_I

 

P_I = dfrac {nRT_I}{V_I}

 

Assim, temos:

 

W = P Delta V

 

W = P_I cdot (V_{II} - V_{I})

 

W =dfrac {nRT_I}{V_I} cdot (V_{II} - V_{I})

 

W =dfrac {1,0 cdot 2,0 cdot 200}{0,1} cdot (0,3 - 0,1)

 

W = 800 cal

 

Note que usamos a constante R = 2,0 cal/mol.K, na qual a energia é dada em calorias. 

 

Portanto, a resposta correta é a alternativa (C).

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