O gás é aquecido, durante 10 minutos, por meio de um resistor, com R � 20 Ω, ligado a uma fonte de tensão de 6,0 V. Calcule a quantidade de calor f...

Para calcular a quantidade de calor fornecida ao gás, podemos utilizar a fórmula: Q = V * I * t Onde: Q = quantidade de calor fornecida (em Joules) V = tensão (em Volts) I = corrente elétrica (em Ampères) t = tempo (em segundos) Substituindo os valores, temos: Q = 6,0 * (1/20) * 600 = 180 J Portanto, a quantidade de calor fornecida ao gás é de 180 J. a) Para calcular a temperatura do gás, podemos utilizar a fórmula: Q = m * c * ΔT Onde: m = massa do gás c = capacidade térmica do gás ΔT = variação de temperatura Como a capacidade térmica do sistema é desprezível, podemos considerar que a capacidade térmica do gás é constante e igual a Cv (capacidade térmica molar a volume constante). Além disso, como o gás se expande quase estaticamente, podemos considerar que o trabalho realizado pelo gás é desprezível. Portanto, podemos escrever: Q = n * Cv * ΔT Onde: n = quantidade de matéria do gás Como não temos informações sobre a quantidade de matéria do gás, não é possível calcular a temperatura do gás. b) O trabalho mecânico realizado pelo gás na expansão de Δx1 pode ser calculado pela fórmula: W = -P * ΔV Onde: P = pressão do gás ΔV = variação de volume Como o gás se expande quase estaticamente, podemos considerar que a pressão do gás é constante e igual a P0 (pressão inicial). Além disso, como o pistão está comprimido de Δx1, podemos considerar que a variação de volume é igual a -ΔV1 (volume final - volume inicial). Portanto, podemos escrever: W = -P0 * (-ΔV1) = P0 * ΔV1 Para calcular ΔV1, podemos utilizar a lei de Hooke: F = -k * Δx Onde: F = força exercida pela mola k = constante elástica da mola Δx = variação de comprimento da mola Como o pistão está em equilíbrio, a força exercida pela mola é igual à força exercida pelo gás. Portanto, podemos escrever: F = P0 * A Onde: A = área da seção transversal do pistão Substituindo a lei de Hooke na fórmula do trabalho mecânico, temos: W = P0 * ΔV1 = -k * Δx1 ΔV1 = -Δx1 * A Substituindo na fórmula do trabalho mecânico, temos: W = P0 * (-Δx1 * A) = -k * Δx1 W = P0 * Δx1 * A = k * Δx1 Como não temos informações sobre a área da seção transversal do pistão e a constante elástica da mola, não é possível calcular o trabalho mecânico realizado pelo gás. c) A variação da energia interna do gás na expansão pode ser calculada pela fórmula: ΔU = Q - W Onde: Q = quantidade de calor fornecida W = trabalho mecânico realizado Como não foi possível calcular o trabalho mecânico realizado pelo gás, não é possível calcular a variação da energia interna do gás na expansão.