Quando 20,9 J foram adicionados na forma de calor a um certo gás ideal (não necessariamente monoatômico), o volume do gás variou de 50 cm3 para 100 cm3 enquanto a pressão permaneceu em 1 atm. a) De quanto variou a energia interna do gás? Se a quantidade de gás presente era 2×10-3 mol, determine b) Cp e c) Cv. (1 atm = 1,013×105 Pa)

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Quando 20,9 J foram adicionados na forma de calor a um certo gás ideal (não necessariamente monoatômico), o volume do gás variou de 50 cm3 para 100...

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a) Para determinar a variação da energia interna do gás, podemos utilizar a equação:

ΔU = Q - W

Onde ΔU é a variação da energia interna, Q é o calor adicionado e W é o trabalho realizado pelo gás. Como o volume do gás aumentou a pressão constante, o trabalho realizado pelo gás é zero. Portanto, a variação da energia interna é igual ao calor adicionado:

ΔU = Q = 20,9 J

b) Para determinar o Cp, podemos utilizar a equação:

Cp = ΔH / ΔT

Onde ΔH é a variação da entalpia e ΔT é a variação da temperatura. Como a pressão é constante, a variação da entalpia é igual ao calor adicionado:

ΔH = Q = 20,9 J

A variação da temperatura pode ser determinada utilizando a equação dos gases ideais:

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 absoluta. Como a pressão e a quantidade de matéria permaneceram constantes, podemos escrever:

V / T = constante

Portanto, a variação da temperatura é dada por:

ΔT = T2 - T1 = T2 - (PV / nR)

Substituindo os valores, temos:

ΔT = (100 cm³ / 50 cm³) x (1 atm x 1,013 x 10^5 Pa/atm) / (2 x 10^-3 mol x 8,31 J/mol.K) = 121,5 K

Substituindo os valores na equação do Cp, temos:

Cp = ΔH / ΔT = 20,9 J / 121,5 K = 0,172 J/K

c) Para determinar o Cv, podemos utilizar a relação:

Cp - Cv = R

Onde R é a constante dos gases ideais. Substituindo os valores, temos:

Cv = Cp - R = 0,172 J/K - 8,31 J/mol.K = 0,172 J/K - 12,47 J/K.mol = -12,3 J/K.mol

Note que o valor obtido para Cv é negativo, o que indica que o gás não é monoatômico.

Termodinâmica

Calor específico molar- mono, di e poliatomico

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Calor específico molar- mono, di e poliatomico

No digrama p-V da figura 1, o gás realiza 5 J de trabalho quando percorre a isoterma ab e 4 J quando percorre a adiabática bc. Qual é a variação de energia interna do gás entre os pontos a e c?

A figura 2 mostra três isotermas com temperaturas de 400, 500 e 700K. Calcule a variação da energia interna para cada uma das trajetórias. Suponha que um mol de um gás ideal monoatômico realiza estas diferentes trajetórias.

Para que haja um aumento de temperatura ∆T1 , uma certa quantidade de um gás ideal monoatômico requer 30 J (de calor) quando o gás é aquecido a volume constante e 50 J (de calor) quando o gás é aquecido à pressão constante. Qual é o trabalho realizado pelo gás na segunda situação?

A capacidade térmica à pressão constante de uma amostra de um gás ideal monoatômico supera a capacidade térmica a volume constante em 29,1 J/K. Quantos mols do gás estão presentes?

A temperatura de 3 mols de um gás ideal monoatômico é aumentada em 40°C sem mudar a pressão do gás. a) Qual é a energia transferida para o gás na forma de calor? b) Qual é a variação da energia interna do gás? c) Qual é o trabalho realizado pelo gás?

A temperatura de 2 mols de um gás ideal monoatômico é aumentada de 15 K a volume constante. Determine a) o trabalho realizado pelo gás, b) a quantidade de calor transferido para o gás, c) a variação da energia interna do gás.

A temperatura de 2 mols de um gás ideal monoatômico é aumentada de 20 K a pressão constante. Determine a) a quantidade de calor transferida para o gás, c) a variação da energia interna do gás e a) o trabalho realizado pelo gás.

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