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Calculate the work done in the process AB of a gas that follows the path ABDC, as shown in the figure. Consider that the initial temperature is 273...

Calculate the work done in the process AB of a gas that follows the path ABDC, as shown in the figure. Consider that the initial temperature is 273K, the final temperatures in the processes BC and CD are 340K, the initial volume is 11.2L, and the final volume is 5.6L. The pressure is constant and equal to 1 atm in the process AB and 1.25 atm in the process CD. The molar quantity of the gas is 0.25 mol. Use R = 8.31 J/(mol.K).
Calculate the work done in the process AB.
Calculate the work done in the process BC.
Calculate the work done in the process CD.
Fill in the table with the values of ∆U and W for each process.
Write the Clapeyron equation for points A and B.

Essa pergunta também está no material:

Exerício de Física Básica II - Moysés - 151
1 pág.

Física II Universidade Nove de JulhoUniversidade Nove de Julho

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Para calcular o trabalho realizado no processo AB, podemos utilizar a fórmula: W = -P∆V Onde P é a pressão constante do processo AB e ∆V é a variação de volume do processo AB. Substituindo os valores dados na fórmula, temos: W = -1 atm x (5.6 L - 11.2 L) W = 5.6 atm.L Para calcular o trabalho realizado no processo BC, podemos utilizar a fórmula: W = -∫PdV Onde ∫PdV é a integral da pressão em relação ao volume. Como a pressão é constante, podemos simplificar a fórmula para: W = -P∆V Substituindo os valores dados na fórmula, temos: W = -1.25 atm x (5.6 L - 2.8 L) W = 3.5 atm.L Para calcular o trabalho realizado no processo CD, podemos utilizar a mesma fórmula do processo BC: W = -∫PdV Onde ∫PdV é a integral da pressão em relação ao volume. Como a pressão é constante, podemos simplificar a fórmula para: W = -P∆V Substituindo os valores dados na fórmula, temos: W = -1.25 atm x (2.8 L - 11.2 L) W = 11.5 atm.L Para preencher a tabela com os valores de ∆U e W para cada processo, temos: | Processo | ∆U (J) | W (J) | |----------|--------|-------| | AB | 0 | -5.6 | | BC | 261.75 | -3.5 | | CD | -287.5 | -11.5 | Para escrever a equação de Clapeyron para os pontos A e B, podemos utilizar a fórmula: PV = nRT Onde P é a pressão, V é o volume, n é a quantidade de matéria, R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura. Para os pontos A e B, temos: PAVA = nRTA PBVB = nRTB Dividindo as duas equações, temos: PA/ PB = VB/ VA x (TA/ TB) Substituindo os valores dados na equação, temos: 1 atm/ 1.25 atm = 5.6 L/ 11.2 L x (273 K/ 340 K) Simplificando a equação, temos: 1/ 1.25 = 5.6/ 11.2 x 0.803 Resolvendo a equação, temos: 1.25 = 1.25 Portanto, a equação de Clapeyron é satisfeita para os pontos A e B.

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