Em um processo termodinâmico, um gás ideal sofre uma expansão isotérmica a uma temperatura de 300 K, aumentando seu volume de 0,02 m³ para 0,04 m³....

a) O trabalho realizado pelo gás é dado por W = nRT ln(Vf/Vi), onde n é a quantidade de matéria do gás, R é a constante dos gases ideais, T é a temperatura absoluta e Vf e Vi são os volumes final e inicial, respectivamente. Substituindo os valores, temos: W = nRT ln(0,04/0,02) W = nRT ln(2) W = nRT x 0,693 W = 0,693 nRT b) Como a expansão é isotérmica, a temperatura do gás permanece constante. Portanto, a variação da energia interna do gás é nula, ou seja, ΔU = 0. c) Como a expansão é isotérmica, a temperatura do gás permanece constante. Portanto, a quantidade de calor trocada pelo gás com o meio exterior é igual ao trabalho realizado pelo gás, ou seja, Q = -W. Substituindo o valor de W encontrado em a), temos: Q = -0,693 nRT