Termodinâmica 1.ª lei

Termodinâmica 1.ª lei

(Parte 4 de 4)

Para um gás:p = nRT/V

i c i f fi f

V nR T dV nR dT C

VnRdVT dTC fif i lnln lnln

Emquec = CV /nR. Entãoa seguinterelaçãoéválida:

i c f V

Maria da Conceição Paiva 29

Numacurvaadiabáticarepresenta-se a variaçãoda pressãocom o volume paraa expansãoadiabáticade um gás. A pressãodiminuimaisrapidamenteparauma adiabáticado queparaumaisotérmica, dado queno primeirocasoa temperatura diminui.

Maria da Conceição Paiva 30

Problemas

1.Calcule o trabalho necessário para um pássaro de 120 g voar atéuma altura de 50m a partir da superfície da terra. R: 59 J

2.Uma amostra formada por 2.0 moles de moléculas de um gás perfeito, para o qual CV,m =5/2 R, inicialmente a p 1

= 1.0 kPae T1 = 277 K, éaquecido reversivelmente até356 K a volume constante. Calcule a pressão final, ΔU, q e w.

R: p f =143 kPa; ΔU=q = 3.28 kJ; w = 0

3.Uma amostra de Ar de massa 6.56 g ocupa 18.5 dm 3 a 305 K.

a) calcule o trabalho realizado quando o gás expande isotermicamentecontra uma pressão externa de 7.7 kPaatéque o volume aumente de 2.5 dm 3 . R: -19.25 J b) calcule o trabalho realizado na mesma expansão, se a realizarde forma reversível. R: -52.8 J

4.Uma amostra constituída por 1 mole de CaCO 3 (s) foi aquecida até800 ºC, tendo-se decomposto totalmente a essa temperatura. O aquecimento foi efectuado num reactor com um pistão inicialmente colocado sobre o sólido. Calcule o trabalho realizado durante a decomposição, àpressão de 1 atm. Que trabalho seria realizado se não houvesse pistão, e a amostra estivesse a decompor-se directamente para a atmosfera. R: w=-8.9 kJ

5.Uma amostra de 70 mmolde Kr (g) expande reversivelmente e isotermicamentea 373 K, de

5.25 cm 3para 6.29 cm3 , e a energia interna do sistema aumenta 83.5 J. Utilize a equação de estado do virialatéao 2ºcoeficiente (B=-28.7 cm

) para calcular w, q e ΔHpara esta variação de estado.

R: w= -25.4 J; q= 108.9 J; ΔH= 97.3 J

(Parte 4 de 4)

Comentários