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Um cilindro contém 1 mol de gás ideal a 27 °C e 1 atm. Qual é a energia interna do gás? (Considere R = 8,31 J/mol·K)

a) 2278 J
b) 2490 J
c) 3000 J
d) 1000 J
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Exercícios Para o Aprendizado

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Para calcular a energia interna de um gás ideal, utilizamos a fórmula: \[ U = n \cdot C_v \cdot T \] onde: - \( U \) é a energia interna, - \( n \) é o número de mols, - \( C_v \) é a capacidade calorífica molar a volume constante (para um gás ideal monoatômico, \( C_v = \frac{3}{2}R \); para um gás diatômico, \( C_v = \frac{5}{2}R \)), - \( T \) é a temperatura em Kelvin. Primeiro, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin: \[ T = 27 °C + 273 = 300 K \] Agora, considerando que o gás é diatômico (como o oxigênio ou nitrogênio, por exemplo), usamos \( C_v = \frac{5}{2}R \): \[ C_v = \frac{5}{2} \cdot 8,31 \, \text{J/mol·K} = 20,78 \, \text{J/mol·K} \] Agora, substituímos os valores na fórmula da energia interna: \[ U = 1 \, \text{mol} \cdot 20,78 \, \text{J/mol·K} \cdot 300 \, \text{K} \] \[ U = 1 \cdot 20,78 \cdot 300 = 6234 \, \text{J} \] Parece que houve um erro na interpretação do tipo de gás ou na escolha de \( C_v \). Se considerarmos um gás monoatômico, teríamos: \[ C_v = \frac{3}{2}R = \frac{3}{2} \cdot 8,31 = 12,46 \, \text{J/mol·K} \] Então, recalculando: \[ U = 1 \cdot 12,46 \cdot 300 = 3738 \, \text{J} \] Nenhuma das alternativas parece corresponder ao resultado obtido. No entanto, se considerarmos que a pergunta pode estar se referindo a um valor aproximado ou a um erro nas opções, a resposta correta não está listada. Por favor, verifique se as opções estão corretas ou se há mais informações sobre o tipo de gás.

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