Um mol de um gás monoatômico ideal se encontra dentro de um recipiente inicialmente a uma temperatura To e sofre uma transformação isobárica, de modo que o seu volume dobra de valor. A quantidade de calor que o gás recebeu nesta transformação é dado por: Obs.: considere R como a constante geral dos gases.
- A) 0,5R.To
- B) R.To
- C) 1,5.R.To
- D) 2.R.To
- E) 2,5.R.To
Resposta:
A alternativa correta é a letra E) 2,5.R.To
Para entender por que essa é a resposta correta, vamos analisar a transformação isobárica sofrida pelo gás. Nessa transformação, o volume dobra de valor, o que significa que a pressão também dobra, pois a temperatura é constante.
Como a transformação é isobárica, a quantidade de calor recebida pelo gás é dada pela fórmula: Q = n.R.ΔT, onde n é o número de moles do gás, R é a constante dos gases e ΔT é a variação de temperatura.
No entanto, como a temperatura é constante, ΔT = 0, e portanto, Q ≠ 0. Isso significa que o gás recebeu calor durante a transformação.
Para encontrar a quantidade de calor recebida, precisamos calcular a variação de entropia do gás. Como a transformação é isobárica, a variação de entropia é dada pela fórmula: ΔS = n.R.ln(Vf/Vi), onde Vf e Vi são os volumes final e inicial do gás, respectivamente.
Como o volume dobra de valor, Vf = 2.Vi, e portanto, ΔS = n.R.ln(2).
Como a temperatura é constante, a variação de entalpia é igual à quantidade de calor recebida, ou seja, ΔH = Q. Além disso, como a transformação é isobárica, ΔH = ΔU + P.ΔV, onde ΔU é a variação de energia interna do gás.
Como a temperatura é constante, ΔU = 0, e portanto, ΔH = P.ΔV. Substituindo os valores, obtemos: Q = P.ΔV = n.R.T.ln(2) = 2,5.R.To.
Portanto, a quantidade de calor recebida pelo gás durante a transformação isobárica é igual a 2,5.R.To, que é a alternativa E.
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