ITA - termoquimica

ITA - Considere a expansão de um gás ideal inicialmente contido em um recipiente de 1L sob pressão de 10 atm. O processo de expansão pode ser realizado de duas maneiras diferentes, ambas à temperatura constante: 
I. Expansão em uma etapa, contra a pressão externa constante de 1 atm, levando o volume final do recipiente a 10 L; 
II. Expansão em duas etapas: na primeira, o gás expande contra a pressão externa constante de 5 atm até atingir um volume de 2L; na segunda etapa, o gás expande contra uma pressão constante de 1 atm atingindo o volume final de 10 L. Com base nestas informações, assinale a proposição correta: 
a) o trabalho realizado pelo gás é igual nos dois processos de expansão. 
b) o trabalho realizado no primeiro processo é metade do trabalho realizado no segundo processo. 
c) a variação da energia interna do gás é igual em ambos os processos. 
d) a variação da energia interna do gás no primeiro processo é metade da do segundo processo. 
e) o calor trocado pelo gás é igual em ambos os processos. 

gabarito:C

Olá Romanelo, tudo bem?

Nessa questão, a visualização gráfica dos dois experimentos facilita demais a visualização da afirmativa correta



A partir disso, apenas a alternativa e) não pode ser descartada com facilidade, mas como os dois processos chegam no mesmo ponto você deveria ter a noção que a variação da energia interna é a mesma e, portanto, os calores deverão ser diferentes para compensar a diferença dos trabalhos.

Espero ter ajudado

Fala, Romanelo. Fala, Gabriel. Queria apresentar a minha solução sem análise gráfica:
I) T = cte -> ∆U = 0. W = P∆V = 1*9 = 9 atm.L. Pela primeira lei: ∆U = Q - W -> W = Q = 9 atm.L
II) T = cte -> ∆U = 0. W = P1∆V1 + P2∆V2 = 5*1 + 1*8 = 13 atm.L. Pela primeira lei W = Q = 13 atm.L
Dessa forma A,B e E estão erradas.
C está certa pois como t = cte -> ∆U = 0.
D fica meio ambígua pois ∆U1 = ∆U2/2 = 0.
Mas, no âmbito de uma prova, marcaria C pois não faz sentido fazer essa comparação da D visto que em ambos os casos a variação é nula.