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Um cilindro adiabático vertical foi dividido em duas partes por um êmbolo de 6,0 kg de massa que pode deslizar sem atrito. Na parte superior, fez-se vácuo e na inferior foram colocados 2 mols de um gás ideal monoatômico. Um resistor de resistência elétrica ôhmica R igual a 1 Ω é colocado no interior do gás e ligado a um gerador elétrico que fornece uma corrente elétrica i, constante, de 400 mA, conforme ilustrado na figura abaixo.
Fechando-se a chave Ch durante 12,5 min, o êmbolo desloca-se 80 cm numa expansão isobárica de um estado de equilíbrio para outro. Nessas condições, a variação da temperatura do gás foi, em °C, de
- A) 1,0
- B) 2,0
- C) 3,0
- D) 5,0
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Resposta:
A alternativa correta é letra C) 3,0
Como a expansão é isobárica, a pressão do gás permanece constante. E como gás se expandiu, podemos afirmar que o gás realizou trabalho sobre o sistema devido a sua variação de energia interna.
O trabalho realizado pelo gás equivale ao trabalho da força peso do êmbolo:
W=Pd
W=mgd
W=6cdot10cdot0,8=48,J
Pela equação de Clapeyron temos que:
pcdotDelta{V}=nRDelta{T}
W=nRDelta{T}
48=2cdot8Delta{T}
48=16Delta{T}
Delta{T}=3
Entretanto, sabe-se que Delta{T_K}=Delta{T_C}=3^o,C.
Gabarito: C
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