Gostaria de entender como calcular a variação de temperatura em um processo de aquecimento isométrico, considerando 2 moles de hélio a uma temperatura inicial de 20°C. Além disso, qual é a relação entre a quantidade de calor recebido (400 cal) e a variação de temperatura?
2 mol de He (considere um gás ideal), inicialmente a 20°C, sofrem um aquecimento isométrico. Qual a variação da temperatura quando recebem 400 cal?
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No processo de aquecimento isométrico, a variação de temperatura pode ser calculada usando a fórmula Q = nCΔT, onde Q é a quantidade de calor, n é o número de moles, C é a capacidade calorífica molar a volume constante do gás e ΔT é a variação de temperatura. Primeiro, precisamos converter a temperatura inicial para Kelvin: 20°C + 273,15 = 293,15 K. Em seguida, usando a capacidade calorífica molar do hélio, podemos calcular a variação de temperatura: 400 cal = 2 mol * C * ΔT. Portanto, ΔT = 400 cal / (2 mol * C).
A capacidade calorífica molar do hélio a volume constante (C) é de aproximadamente 20,78 J/(mol·K). Agora, podemos calcular a variação de temperatura: ΔT = 400 cal / (2 mol * 20,78 J/(mol·K)) = 9,63 K. Portanto, a variação de temperatura quando 2 moles de hélio recebem 400 cal em um processo de aquecimento isométrico é de aproximadamente 9,63 graus Celsius.
É importante notar que a conversão de unidades é essencial para resolver esse problema, e a temperatura deve ser expressa em Kelvin para evitar erros. Além disso, a capacidade calorífica molar do hélio a volume constante é uma constante que pode ser encontrada em tabelas termodinâmicas. Portanto, a variação de temperatura é de cerca de 9,63 graus Celsius, conforme calculado anteriormente.
Lembrando que a fórmula Q = nCΔT é fundamental na termodinâmica para calcular a variação de temperatura em processos isométricos. Certifique-se de utilizar as unidades corretas para as grandezas envolvidas, como calor em calorias, número de moles e capacidade calorífica molar em Joules por mol por Kelvin.