Gabarito disponível
Um sistema fechado que contém 3 mols de um gás ideal, à pressão atmosférica e à temperatura de 27 ºC, é submetido a uma transformação isobárica, na qual o volume final é o dobro do inicial. O calor fornecido ao sistema foi de 8 kJ. Assinale a opção que apresenta, em módulo, o trabalho realizado pelo gás e a variação de energia interna do sistema, respectivamente.
Dado:
Constante ideal dos gases (R) = 0,082 atm.L.mol⁻¹K⁻¹.
Dado:
Constante ideal dos gases (R) = 0,082 atm.L.mol⁻¹K⁻¹.
Resolução comentada
Em transformação isobárica, W = P·ΔV = 7380 J e ΔU = Q - W = 620 J.
Com V1 = nRT/P = 3·0,082·300/1 = 73,8 L e V2 = 2V1, tem-se ΔV = 73,8 L. Então W = PΔV = 73,8 atm·L, que corresponde a cerca de 7380 J usando 1 atm·L ≈ 100 J. Pela primeira lei, ΔU = Q - W = 8000 - 7380 = 620 J.
Análise das alternativas
A, B e C) Erradas: usam trabalho incorreto (664 ou 2460 J), sem aplicar W = PΔV com V1 = 73,8 L. E) Errada: soma Q e W em vez de subtrair, e o trabalho de 7380 J com ΔU de 15380 J violaria a primeira lei.
Referência: Primeira Lei da Termodinâmica; gás ideal.
Resolução comentada do VaiConcursos.