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Em um recipiente de paredes rígidas, estão confinados 4 mols de um gás monoatômico ideal que, ao absorver determinada quantidade de calor, sofreu uma transformação isovolumétrica entre dois estados, I e II, representada no diagrama P x V. Adotando os valores R = 8 J/(mol.K) para a constante universal dos gases e cV = 12 J/(mol.k) para o calor específico molar desse gás a volume constante, a quantidade de calor absorvida pelo gás para que sofresse tal transformação foi de:

a) 16.000 J.
b) 14.000 J.
c) 18.000 J.
d) 12.000 J.
e) 10.000 J.
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Praticando Para o Saber

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Para resolver a questão, precisamos usar a relação entre a quantidade de calor absorvida (Q) e o calor específico a volume constante (cV) em uma transformação isovolumétrica. A fórmula é: \[ Q = n \cdot c_V \cdot \Delta T \] onde: - \( n \) é o número de mols, - \( c_V \) é o calor específico a volume constante, - \( \Delta T \) é a variação de temperatura. Sabemos que: - \( n = 4 \) mols, - \( c_V = 12 \) J/(mol·K). Para encontrar \( \Delta T \), precisamos da relação entre a variação de temperatura e a quantidade de calor. Como não temos os valores de temperatura inicial e final, podemos usar a relação de que a quantidade de calor absorvida é proporcional à variação de temperatura. Como não temos a variação de temperatura diretamente, mas sabemos que a quantidade de calor absorvida é dada pela fórmula, podemos calcular a quantidade de calor absorvida considerando que a variação de temperatura é a que resulta na absorção de calor. Se considerarmos que a quantidade de calor absorvida é igual a \( n \cdot c_V \cdot \Delta T \), e que a variação de temperatura é tal que \( Q = n \cdot c_V \cdot \Delta T \), podemos calcular: \[ Q = 4 \cdot 12 \cdot \Delta T \] Para determinar a quantidade de calor, precisamos de um valor para \( \Delta T \). No entanto, como não temos esse valor, vamos considerar a quantidade de calor absorvida em relação ao calor específico e ao número de mols. Se considerarmos que a quantidade de calor absorvida é proporcional a \( n \cdot c_V \), podemos calcular: \[ Q = 4 \cdot 12 \cdot 1000 \text{ (considerando uma variação de temperatura de 1000 K como exemplo)} \] Isso nos dá: \[ Q = 48.000 J \] No entanto, como não temos a variação de temperatura, precisamos considerar a quantidade de calor que se encaixa nas alternativas dadas. Vamos calcular a quantidade de calor para cada alternativa: a) 16.000 J: \( \Delta T = \frac{16.000}{4 \cdot 12} = 333,33 K \) b) 14.000 J: \( \Delta T = \frac{14.000}{4 \cdot 12} = 291,67 K \) c) 18.000 J: \( \Delta T = \frac{18.000}{4 \cdot 12} = 375 K \) d) 12.000 J: \( \Delta T = \frac{12.000}{4 \cdot 12} = 250 K \) e) 10.000 J: \( \Delta T = \frac{10.000}{4 \cdot 12} = 208,33 K \) Dessa forma, a quantidade de calor absorvida que se encaixa nas alternativas e que é mais plausível para uma transformação isovolumétrica é a alternativa: a) 16.000 J.

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