Sobre o tema
A transformação isobárica é uma mudança de estado termodinâmico em que a pressão do sistema permanece constante. Para gases ideais, a lei de Gay-Lussac estabelece que o volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta (V ∝ T) quando a pressão é fixa. Em problemas com êmbolos móveis e dois gases, a condição de equilíbrio mecânico exige que as pressões se igualem, o que, associada à conservação do volume total, permite calcular o deslocamento do êmbolo. Este tipo de questão testa a aplicação da equação de Clapeyron e o equilíbrio de forças em sistemas termodinâmicos, sendo comum em provas de física do IME.
Tópicos relacionados
- Lei dos Gases Ideais (Clapeyron)
- Transformação isobárica
- Equilíbrio de pressão com êmbolo
- Dilatação térmica de gases
- Conservação do volume total
Enunciado
Dois gases perfeitos, G1 e G2, estao contidos em recipientes rigidos, separados por um embolo que se move sem atrito por um tubo longo de area de secao transversal S, conforme a figura. Cada um dos gases possui volume inicial V, a uma temperatura de 27 graus Celsius. Considere a seguinte transformacao isobarica do conjunto: a temperatura de G1 aumenta 100 graus Celsius e a de G2 diminui 100 graus Celsius. A expressao que representa o deslocamento x do embolo ate o novo ponto de equilibrio e:
Alternativas
- A)
2V/(3S)
- B)
3V/(2S)
- C)
V/(2S)
- D)
V/(3S)
- E)
V/(6S)
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Perguntas frequentes
O que caracteriza uma transformação isobárica?
É uma transformação termodinâmica em que a pressão do sistema permanece constante. Para gases ideais, volume e temperatura absoluta são diretamente proporcionais (V/T = constante).
Como se calcula o deslocamento de um êmbolo em um sistema com dois gases?
O deslocamento é dado pela variação de volume de um dos gases dividida pela área da seção transversal do êmbolo. A variação de volume é obtida aplicando a lei dos gases ideais a cada gás e usando a condição de pressão igual e volume total constante.
Qual é a relação entre temperatura e volume em um gás ideal sob pressão constante?
Sob pressão constante, o volume de um gás ideal é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta (Lei de Charles e Gay-Lussac). Se a temperatura dobra, o volume dobra.
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