Durante a expansão isotérmica de um gás diatômico, tendo

Durante a expansão isotérmica de um gás diatômico, seu volume mudou de V1 = 2 m^3 a uma pressão P1 = 0,5 MPa para p2 = 0,4 MPa, após o que o gás foi comprimido isobaricamente ao seu volume original. É necessário desenhar um gráfico do processo em coordenadas P – V e mostrar o trabalho do gás sobre ele. Também é necessário determinar o trabalho realizado pelo gás e a variação de sua energia interna.

Para resolver o problema, usamos a lei de Boyle-Mariotte para um processo isotérmico:

P1V1 = P2V2

onde P1 e V1 são a pressão inicial e o volume do gás, P2 e V2 são a pressão final e o volume do gás.

Primeiro, vamos encontrar o volume final V2:

V2 = (P1 * V1) / P2 = (0,5 MPa * 2 m^3) / 0,4 MPa = 2,5 m^3

A seguir, de acordo com a lei de Gay-Lussac, encontramos o trabalho de um gás sob compressão isobárica:

UMA = n * R * ΔT

onde n é a quantidade de substância gasosa, R é a constante universal do gás, ΔT é a mudança na temperatura do gás.

Como o processo é isobárico, a pressão do gás não muda, mas o volume diminui. Portanto, ΔT = 0, e o trabalho realizado pelo gás é zero.

Para encontrar a variação da energia interna de um gás, usamos a primeira lei da termodinâmica:

ΔU = Q - A

onde Q é a quantidade de calor recebida ou emitida pelo gás, A é o trabalho realizado pelo gás.

Como o processo é isotérmico, então ΔT = 0 e, portanto, ΔU = 0, uma vez que a mudança na energia interna do gás durante um processo isotérmico depende apenas da quantidade de calor recebida ou emitida pelo gás.

Assim, o gráfico do processo em coordenadas P – V exibirá um processo de expansão isotérmica do ponto (P1, V1) ao ponto (P2, V2), e o trabalho do gás durante este processo é zero, e a mudança em sua energia interna também é zero.

Descrição do produto digital

Título: "Expansão isotérmica do gás diatômico"

Categoria: Educação, ciência

Preço: 50 rublos

Este produto digital apresenta um problema físico detalhado envolvendo a expansão isotérmica de um gás diatômico. Neste problema, é necessário calcular o trabalho realizado pelo gás e a variação de sua energia interna durante o processo de expansão isotérmica e posterior compressão isobárica ao seu volume original. Este problema é destinado a estudantes e professores que estudam física e termodinâmica.

Após a compra, você terá acesso a uma solução detalhada do problema com um breve registro das condições, fórmulas e leis utilizadas na solução, a derivação da fórmula de cálculo e a resposta. Se você tiver alguma dúvida sobre a solução, poderá sempre entrar em contato com o autor do produto para obter ajuda.

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Este produto apresenta um problema de física detalhado envolvendo a expansão isotérmica de um gás diatômico. Após a compra você terá acesso a uma solução detalhada para o problema, que inclui:

• Declaração do problema: expansão isotérmica de um gás diatômico com volume inicial V1 = 2 m ^ 3 e pressão P1 = 0,5 MPa até uma pressão final p2 = 0,4 MPa, seguida de compressão isobárica até o volume inicial.
• Leis e fórmulas utilizadas: lei de Boyle-Mariotte para um processo isotérmico, lei de Gay-Lussac para um processo isobárico, primeira lei da termodinâmica.
• Solução para o problema: encontrar o volume final do gás, traçar um gráfico do processo em coordenadas PV, determinar o trabalho realizado pelo gás e as variações de sua energia interna.
• Resposta: o trabalho realizado pelo gás durante este processo é zero, e a variação em sua energia interna também é zero.

Este produto destina-se a estudantes e professores de física e termodinâmica que pretendam aprofundar os seus conhecimentos e compreensão nesta área. Se você tiver alguma dúvida sobre como resolver um problema, poderá entrar em contato com o autor do produto para obter ajuda.

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Este produto não é um item físico e não pode ser descrito no sentido tradicional. Contudo, posso ajudar com um problema que envolve a expansão isotérmica de um gás diatômico.

Pelas condições do problema sabe-se que o volume inicial do gás V1 é igual a 2 m^3, e a pressão inicial P1 é igual a 0,5 MPa. Com a expansão isotérmica do gás, a pressão diminuiu para p2 = 0,4 MPa. O gás foi então comprimido isobaricamente até seu volume inicial.

Para resolver o problema, você pode usar a equação de estado dos gases ideais:

pV = nRT,

onde p é a pressão do gás, V é o seu volume, n é a quantidade de substância gasosa, R é a constante universal do gás, T é a temperatura absoluta do gás.

Você também pode usar a lei de Boyle-Mariotte para um processo isotérmico:

p1V1 = p2V2,

onde p1 e V1 são a pressão e o volume iniciais do gás, p2 e V2 são a pressão e o volume finais do gás.

A partir da lei de Boyle-Marriott podemos expressar o volume final do gás:

V2 = (p1V1)/p2.

Como o processo é isotérmico, a temperatura do gás não muda, e a equação para o trabalho do gás pode ser usada:

A = nRT ln(V2/V1),

onde ln é o logaritmo natural.

A mudança na energia interna de um gás durante um processo isotérmico pode ser expressa pela fórmula:

ΔU = 0,

já que a temperatura do gás permanece constante.

Assim, para resolver o problema, é necessário calcular o volume final do gás V2 pela fórmula de Boyle-Mariotte e, a seguir, calcular o trabalho do gás A pela fórmula do processo isotérmico.

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