Exercícios Resolvidos: As Leis da Termodinâmica

Exercícios Resolvidos: As Leis da Termodinâmica

01. Numa transformação isotérmica de um gás ideal, o produto p V é constante e vale 33.240J. A constante dos gases perfeitos é 8,31J/mol.K e o número de mols do gás é n=5. Durante o processo, o gás recebe do meio exterior 2.000 J do calor. Determine:

a)    Se o gás esta sofrendo expansão ou compressão;
b)    A temperatura do processo;
c)    A variação da energia interna do gás;
d)    O trabalho realizado na transformação.

Recebendo calor, o gás realiza trabalho sobre o meio exterior e, portanto, se expande. O processo em questão é uma expansão isotérmica.

Sendo p.V=33.240J, n=5 R=8,31 J/mol.k e aplicando a equação de Clapeyron, resulta:

p.V=n.R.T

33.240=5x8,31xT

T=800 K

Numa transformação isotérmica, não havendo variação de temperatura, é nula a variação de energia interna e de acordo com a lei do Joule, temos:

∆T=0

∆U=0

O gás recebe 2000J de calor: Q=2000J. Pela primeira lei da Termodinâmica temos:

∆U=Q-T

0=Q-T

T=Q

T=2000J

Assim o trabalho realizado é de T=2000J.

02. (UFSM-RS) Quando um gás ideal sofre uma expansão isotérmica.

a) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual ao trabalho realizado pelo gás na expansão.

b) não troca energia na forma de calor com o meio exterior.

c) não troca energia na forma de trabalho com o meio exterior.

d) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual à variação da energia interna do gás.

e) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da energia internado gás.

Resposta: Letra a

A energia recebida pelo gás na forma de calor é igual ao trabalho realizado pelo gás na expansão.

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