SANTA CASA 2023: Certa massa de gás ideal sofreu a transformação PQ mostrada no gráfico. a) Sabendo que no estado P a temperatura do gás er...
SANTA CASA 2023: Certa massa de gás ideal sofreu a transformação PQ mostrada no gráfico.
a) Sabendo que no estado P a temperatura do gás era de 300 K, calcule a temperatura do gás, em graus Celsius, no estado Q.
b) Sabendo que nessa transformação a energia interna do gás aumentou em 4,5 × 10⁴ J, calcule a quantidade de calor, em joules, absorvida pelo gás, entre os estados P e Q.
RESOLUÇÃO:
a) Pela Lei Geral dos Gases Perfeitos:
Sendo pQ = pP = 1,5 . 10⁵ Pa, VQ = 1,2 m³, VP = 1,0 m³ e TP = 300 K, determina-se TQ.
Da qual
TQ = 360 K
b) O trabalho realizado pelo gás na expansão isobárica P → Q pode ser calculado pela expressão τ = p ΔV, que nada mais é, numericamente, que a área compreendida entre o gráfico e o eixo dos volumes.
τ = p ΔV ⇒ τ = 1,5 . 10⁵ . (1,2 – 1,0) (J)
τ = 0,3 . 10⁵ J
τ = 3,0 . 10⁴ J
A 1ª Lei da Termodinâmica traz o balanço energético por meio do qual determina-se a quantidade de calor absorvida pelo gás da transformação P → Q.
Q = τ + ΔU ⇒ Q = 3,0 . 104 + 4,5 . 10⁴ (J)
Da qual:
Q = 7,5 . 10⁴ J
GABARITO:
a) 360 K
b) 7,5 . 10⁴ J
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