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Questão 22400

ESCOLA NAVAL 2013
Física

(Esc. Naval 2013)

Considere um gás monoatômico ideal no interior de um cilindro dotado de um êmbolo, de massa desprezível, que pode deslizar livremente. Quando submetido a uma certa expansão isobárica, o volume do gás aumenta de  para  Sabendo-se que, durante o processo de expansão, a energia interna do gás sofre uma variação de  pode-se afirmar que o valor da pressão, em kPa, é de

A

4,00

B

10,0

C

12,0

D

40,0

E

120

Gabarito:

40,0



Resolução:

Da primeira lei da termodinâmica temos que: Q = W + Delta U.

A expansão é isobárica então o trabalho é dado por W = pDelta V.

A variação da energia interna para um gás monoatômico é \Delta U = frac{3nRDelta T}{2}.

O calor absorvido pelo gás é \Q = nc_pDelta T em que c_p é o calor específico à pressão constante que vale 5R/2 para gases monoatômicos.

 

Temos então:

 \frac {5nRDelta T}{2} = P Delta V + frac{3nRDelta T}{2}.

Mas sabendo que \Delta U = frac{3nRDelta T}{2} = 360J então \ nRDelta T =240 J.

Assim para encontrar a pressão basta substituir \Delta V = 6 *10^{-3} m^3.

Fazendo as contas encontramos P = 40 kPa.

Alternativa D.

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