Question
Uma amostra del 14Lde um gás diatômico ideal com razão de calor especifico de 140. confinada a um cilindro, é conduzida através de um cido fechado. O gás está inicialmente a 1,00 atm e 3001K Primeiro, sua pressão é triplicada em volume constante. Entáo expande-se adiabaticamente ia sua pressão original. Finalmente, o gás comprimido isobaricamente a seu volume original. Determine o volume do gas no final da expansão adiabática, em unidades de litros (L) OBS: na sua resposta insira apenas o valor numérico encontrado. com uma casa decimal nào é necessario induir a unidade A resposta deve ser apresentada no formato decimal (como 0.2 ou 2) usando uma virgula ou um ponto para separa a parte inteira da parte decima
Solution
4.2
(225 Votos)
Lucas
Elite · Tutor por 8 anos
Resposta
Para resolver este problema, podemos usar as leis dos gases ideais e as propriedades dos processos adiabáticos e isobáricos.Primeiro, vamos calcular a pressão do gás após a primeira expansão adiabática. Para isso, podemos usar a equação de adiabatização:
Onde:-
é a pressão inicial do gás (1,00 atm)-
é o volume inicial do gás (14 L)-
é a razão de calor específico (1,40)-
é a pressão após a expansão adiabática-
é o volume após a expansão adiabáticaComo o volume é constante durante a primeira expansão adiabática, podemos simplificar a equação para:
Substituindo os valores conhecidos:
Agora, vamos calcular o volume do gás após a segunda compressão isobárica. Para isso, podemos usar a equação dos gases ideais:
Onde:-
é a pressão inicial do gás (1,00 atm)-
é o volume inicial do gás (14 L)-
é a temperatura inicial do gás (300 K)-
é a pressão após a compressão isobárica (1,00 atm)-
é o volume após a compressão isobárica-
é a temperatura após a compressão isobáricaComo a pressão é constante durante a compressão isobárica, podemos simplificar a equação para:
Substituindo os valores conhecidos:
Como não temos a temperatura final
, não podemos calcular o volume final
diretamente. No entanto, se assumirmos que a temperatura final é a mesma que a inicial (300 K), temos:
Portanto, o volume do gás no final da expansão adiabática é 14,0 litros.