Caiu no vestibular

Transformação gasosa

(UPE-PE - SISTEMA SERIADO DE AVALIAÇÃO)
Quatro mols de um gás monoatômico ideal sofrem a transformação termodinâmica, representada no diagrama PV abaixo. O calor específico molar desse gás, a volume constante, é CV = [1,5.(8,31)] J/mol.K.

Sendo R = 8,31 J/mol.K a constante universal dos gases ideais, analise as afirmativas abaixo:

I. A variação de temperatura no processo foi de ΔT = [500.(8,31)] K.
II. A energia adicionada ao gás sob a forma de calor foi Q = 3000 J.
III. A variação na energia interna do gás foi ΔU = 1000 J.
IV. O trabalho realizado pelo gás foi τ = 2000 J.

Está CORRETO o que se afirma em

A) I, II, III e IV.
B) I e II.
C) II e IV.
D) IV.
E) III.

Resolução:

I) Incorreta.

p.V1 = n.R.T1
p.V2 = n.R.T2

Subtraindo membro a membro, vem:

p.V2 - p.V1 = n.R.T2 - n.R.T1
p.(V2 - V1) = n.R.(T2 - T1)
1,0.10⁵.(2,02 - 2,00) = 4.8,31.ΔT
ΔT = 500/8,31 K

II) Incorreta

Cp - CV = R => Cp = 8,31 + 1,5.8,31 => Cp = 2,5.8,31 J/mol.K
Q = n.Cp.ΔT
Q = 4.2,5.8,31.500/8,31
Q = 5000 J

III) Incorreta

ΔU = 3/2.n.R.ΔT = 3/2.4.8,31.500/8,31
ΔU = 3000 J

IV) Correta

Primeira Lei da Termodinâmica:

Q = τ + ΔU
5000 = τ + 3000
τ = 2000 J

Outra maneira de se calcular o trabalho é por meio da área do diagrama p x V:

τ = Área (numericamente)
τ = 1,0.10⁵.(2,02 - 2,00) => τ = 2000 J

Resposta: D