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Para transformar completamente 1cm3 de água a 100°C e 1 atm em vapor (que ocupará 1671cm3) a 100°C e 1 atm, é necessário fornecer 539 calorias.
Nestas condições, o trabalho realizado pelo gás em expansão e o aumento da energia interna serão, respectivamente (valores aproximados):
a) 0,17 kJ e 2,09 kJ
b) 2,09 kJ e 0,17 kJ
c) 0,17 kJ e 2,26 kJ
d) 1,13 kJ e 1,13 kJ
e) Nenhum dos resultados acima
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Praticando Para o Saber

há 6 meses

Respostas

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há 6 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender a relação entre o trabalho realizado pelo gás em expansão e o aumento da energia interna durante a transformação da água em vapor. 1. Trabalho realizado pelo gás (W): O trabalho realizado por um gás em expansão a pressão constante pode ser calculado pela fórmula: \[ W = P \Delta V \] Onde \(P\) é a pressão (em atm) e \(\Delta V\) é a variação de volume (em litros). Sabendo que 1 atm = 101,3 J/L, e que a variação de volume é de \(1671 cm³ - 1 cm³ = 1670 cm³ = 1,67 L\): \[ W = 1 \, \text{atm} \times 1,67 \, \text{L} \times 101,3 \, \text{J/L} \approx 168,2 \, \text{J} \approx 0,168 \, \text{kJ} \] 2. Aumento da energia interna (\Delta U): A primeira lei da termodinâmica nos diz que: \[ Q = \Delta U + W \] Onde \(Q\) é o calor fornecido (539 calorias = 539 \times 4,184 J = 2256,5 J = 2,2565 kJ). Assim, podemos calcular \(\Delta U\): \[ \Delta U = Q - W \approx 2,2565 \, \text{kJ} - 0,168 \, \text{kJ} \approx 2,0885 \, \text{kJ} \approx 2,09 \, \text{kJ} \] Agora, analisando as alternativas: a) 0,17 kJ e 2,09 kJ b) 2,09 kJ e 0,17 kJ c) 0,17 kJ e 2,26 kJ d) 1,13 kJ e 1,13 kJ e) Nenhum dos resultados acima A resposta correta é a) 0,17 kJ e 2,09 kJ.

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