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2 – Um gás no interior de um cilindro se expande de um volume igual a 0,110 m3 até um volume igual a 0,320 m3. O calor flui para dentro do sistema com uma taxa suficiente para manter a pressão constante e igual a 1,80 x 105 Pa durante a expansão. O calor total fornecido ao sistema é igual a 1,15 x 105 J. a) Calcule o trabalho realizado pelo gás. b) Calcule a variação da energia interna do gás.

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Questões Para o Saber

ano passado

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há 4 meses

Para resolver essa questão, vamos usar as fórmulas da Termodinâmica. a) Cálculo do trabalho realizado pelo gás: O trabalho \( W \) realizado por um gás em uma expansão a pressão constante é dado pela fórmula: \[ W = P \Delta V \] onde: - \( P \) é a pressão (1,80 x 10^5 Pa), - \( \Delta V \) é a variação do volume, que é \( V_f - V_i \). Calculando \( \Delta V \): \[ \Delta V = 0,320 \, m^3 - 0,110 \, m^3 = 0,210 \, m^3 \] Agora, substituindo na fórmula do trabalho: \[ W = (1,80 \times 10^5 \, Pa) \times (0,210 \, m^3) \] \[ W = 3,78 \times 10^4 \, J \] b) Cálculo da variação da energia interna do gás: A primeira lei da termodinâmica nos diz que: \[ \Delta U = Q - W \] onde: - \( \Delta U \) é a variação da energia interna, - \( Q \) é o calor fornecido ao sistema (1,15 x 10^5 J), - \( W \) é o trabalho que acabamos de calcular. Substituindo os valores: \[ \Delta U = 1,15 \times 10^5 \, J - 3,78 \times 10^4 \, J \] \[ \Delta U = 7,72 \times 10^4 \, J \] Portanto, as respostas são: a) O trabalho realizado pelo gás é \( 3,78 \times 10^4 \, J \). b) A variação da energia interna do gás é \( 7,72 \times 10^4 \, J \).

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