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Um recipiente contém 2 moles de um gás a 27 °C. Qual é a energia interna total do gás, considerado como um gás ideal?

A) 500 J
B) 1000 J
C) 2000 J
D) 3000 J
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Praticando Para Aprender

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para calcular a energia interna total de um gás ideal, podemos usar a fórmula: \[ U = n \cdot C_v \cdot T \] onde: - \( U \) é a energia interna, - \( n \) é o número de moles, - \( C_v \) é a capacidade calorífica molar a volume constante (para um gás monoatômico, \( C_v = \frac{3}{2} R \); para um gás diatômico, \( C_v = \frac{5}{2} R \)), - \( T \) é a temperatura em Kelvin. Primeiro, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin: \[ T = 27 °C + 273 = 300 K \] Agora, vamos considerar um gás diatômico (como o oxigênio ou nitrogênio), que é comum em situações práticas. Para um gás diatômico, \( C_v = \frac{5}{2} R \). A constante dos gases ideais \( R \) é aproximadamente \( 8,31 \, J/(mol \cdot K) \). Substituindo os valores: \[ C_v = \frac{5}{2} \cdot 8,31 \approx 20,78 \, J/(mol \cdot K) \] Agora, substituindo na fórmula da energia interna: \[ U = 2 \, moles \cdot 20,78 \, J/(mol \cdot K) \cdot 300 \, K \] \[ U = 2 \cdot 20,78 \cdot 300 \] \[ U = 12468 \, J \] Como essa opção não está entre as alternativas, vamos considerar que o gás é monoatômico, onde \( C_v = \frac{3}{2} R \): \[ C_v = \frac{3}{2} \cdot 8,31 \approx 12,46 \, J/(mol \cdot K) \] Agora, recalculando a energia interna: \[ U = 2 \cdot 12,46 \cdot 300 \] \[ U = 7488 \, J \] Ainda assim, não temos uma opção correspondente. Parece que as opções dadas não correspondem ao cálculo correto da energia interna para um gás ideal. Você pode verificar se as opções estão corretas ou se há mais informações sobre o tipo de gás. Se precisar de mais ajuda, é só avisar!

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