3. Exemplos de questões sobre a aplicação da primeira lei da termodinâmica em processos isocóricos (volume constante)
1. Gráfico da pressão (P) em função do volume (V) de um gás submetido a um processo isocórico. O trabalho realizado pelo gás no processo AB é…
Discussão
Processo AB = processo isocórico (volume constante). No volume isocórico, o volume do gás (e o volume do espaço) não se altera, portanto nenhum trabalho é realizado pelo gás.
2. Três moles de gás monoatômico a uma temperatura de 47oC e pressão 2 x 105 Pascal passa por um processo isocórico até que a pressão aumente para 3 x 105 Pascal. A variação da energia interna do gás é… Constante universal dos gases (R) = 8,315 J/mol.K
Discussão
Conhecido :
Temperatura inicial (T)1) = 47oC + 273 = 320 K
Pressão inicial (P)1) = 2 x 105 Pa
Pressão final (P)2) = 3 x 105 Pa
Constante universal dos gases (R) = 8,315 J/mol.K
Número de moles (n) = 3
Perguntado : Mudanças na energia do gás
Jawab :
Em um processo isocórico, o volume permanece constante, portanto nenhum trabalho é realizado pelo gás (W = 0).
Primeira Lei da Termodinâmica :
Com base na dedução desta fórmula, conclui-se que, em um processo isocórico, o calor adicionado ao sistema (Q) causa um aumento na energia interna (U) do sistema. Por outro lado, o calor liberado pelo sistema causa uma diminuição na energia interna do sistema. Qual é a variação na energia interna do gás? A variação na energia interna do gás é calculada usando a fórmula da energia interna abaixo.
Energia no gás :
Para calcular a variação da energia interna, é necessário conhecer a temperatura final (T).2Calcule T2 usando a fórmula da lei de Gay-Lussac.
Lei de Gay-Lussac (isocórica/volume constante) :
Calcule a variação de energia no gás:
A variação da energia interna do gás é de 5986,8 Joules.
3. Um total de 0,2 moles de gás monoatômico a uma temperatura de 27oO gás C está em um recipiente fechado. O calor que deve ser absorvido para aumentar a temperatura do gás para 400 K é… Constante universal dos gases (R) = 8,315 J/mol.K
Discussão
Conhecido :
Número de moles (n) = 0,2 moles
Temperatura inicial (T)1) = 27oC + 273 = 300 K
Temperatura final (T)2) = 400 K
Constante universal dos gases (R) = 8,315 J/mol.K
Perguntado Calor absorvido (Q)
Jawab :
Em um processo isocórico, o volume permanece constante, portanto nenhum trabalho é realizado pelo gás (W = 0).
Primeira Lei da Termodinâmica :
Calor absorvido (Q) = aumento da energia interna do gás (U). A variação da energia interna do gás é calculada usando a fórmula da energia interna abaixo.
Energia no gás :
Calor absorvido pelo gás = variação da energia interna = 249,45 Joules.
