Ano 2021#termodinamica#expansao livre#gas ideal

Sobre o tema

A expansão livre de um gás ideal é um processo termodinâmico no qual um gás se expande contra o vácuo, sem realizar trabalho e sem trocar calor com o ambiente. Em um recipiente isolado termicamente, como descrito na questão do ITA 2021, a energia interna de um gás ideal depende apenas da temperatura. Como não há troca de calor (processo adiabático) nem realização de trabalho (expansão contra vácuo), a energia interna permanece constante, e consequentemente a temperatura final é igual à inicial. Esse fenômeno, conhecido como expansão de Joule, ilustra a propriedade fundamental dos gases ideais: a energia interna é função exclusiva da temperatura.

Tópicos relacionados

Expansão livre de Joule
Primeira lei da termodinâmica
Energia interna de gás ideal
Processo adiabático e trabalho nulo

Enunciado

Questao 6. Um recipiente isolado e dividido em duas partes. A regiao A, com volume VA, contem um gas ideal a uma temperatura TA. Na regiao B, com volume VB = 2*VA, faz-se vacuo. Ao abrir um pequeno orificio entre as regioes, o gas da regiao A comeca a ocupar a regiao B. Considerando que nao ha troca de calor entre o gas e o recipiente, a temperatura de equilibrio final do sistema e

Alternativas

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Perguntas frequentes

O que é expansão livre de um gás ideal?

É a expansão de um gás contra o vácuo, sem realização de trabalho e sem troca de calor, resultando em temperatura constante para um gás ideal.

Por que a temperatura não muda na expansão livre de um gás ideal?

Porque a energia interna do gás ideal depende apenas da temperatura, e como não há trabalho nem calor, a energia interna permanece constante.

Qual a diferença entre expansão livre e expansão adiabática reversível?

Na expansão livre não há trabalho realizado, enquanto na adiabática reversível o gás realiza trabalho contra o pistão, resultando em diminuição de temperatura.