Lista de Exercícios Resolvidos Termodinâmica - Gás Ideal e Processos Termodinâmicos

Exercício 1 No intervalo de temperatura de 310 K para 330 K a pressão p de um certo gás não ideal está relacionada com seu volume V e temperatura T por p 249JKTV 000662JK²T²V Que trabalho é realizado pelo gás se a sua temperatura aumentar de 315 K para 325 K a pressão constante 3 pontos Exercício 2 Uma amostra de um gás ideal sofre o processo cico abca mostrado na figura Sabese que no ponto a temos T 200 K a Quantos mols do gás estão presentes na amostra b Qual é a temperatura do gás no ponto b c E no ponto c d Qual a energia líquida adicionada ao gás em forma de calor durante o ciclo 25 pontos Exercício 3 Sob pressão constante a temperatura de 200 mol de um gás ideal monoatômico é aumentada em 150 K Determine a o trabalho W realizado pelo gás b a energia transferida na forma de calor 25 pontos Exercício 4 Um botijão de oxigênio de 20 l contém n mols do gás a uma pressão de 10 atm e temperatura de 27C Utilizouse parte do gás após o que a pressão caiu para 6 atm a mesma temperatura Quantos gramas do gás foram utilizadas Dado R 0082 atmlKmol 2 pontos 1 O trabalho à pressão constante é W p V p V₂ V₁ Mas V₁ aT₁ bT₁²p com T₁ 315k a 249 Jk b 000662 Jk² Além disso V₂ aT₂ bT₂²p com T₂ 325 k Logo W aT₂ T₁ bT₂² T₁² W 249 10 000662 325² 315² W 2067 J 2 a Pela Lei dos gases ideais n pV RT 2500 1 831 200 n 15 mol b Temos TbTa PbVb PaVa Tb 200 75 3 25 1 Tb 1800 K c Aqui temos TcTa PcVc PaVa Tc 200 25 3 25 1 Tc 600 K d No ciclo U 0 Q W Mas W área do triângulo abc Logo Q 12 2 5 10³ Q 5000 J 3 a Sabemos que o trabalho à pressão constante é W P V n R T Logo W 2 831 15 W 2493 J b Para um gás ideal monoatômico à pressão constante Q n Cp T com Cp 52 R Logo Q 252 831 15 Q 6233 J 4 Vamos partir da relação PV nRT Estado inicial 10 20 ni 0082 300 ni 813 mol Estado final 6 20 nf 0082 300 nf 488 mol Logo foram utilizados 813 488 325 mol Como a massa molar do oxigênio é 32 gmol então a massa consumida foi 325 32 104 gramas