Diversos processos na indústria de óleo e gás podem envolver misturas de gases a diferentes temperaturas

Diversos processos na indústria de óleo e gás podem envolver misturas de gases a diferentes temperaturas. Um sistema isolado é composto por ...

Diversos processos na indústria de óleo e gás podem envolver misturas de gases a diferentes temperaturas. Um sistema isolado é composto por dois compartimentos de mesmo volume: o primeiro é ocupado por 𝑛1 = 1 mol e o segundo é ocupado por 𝑛1 = 2 mols de um gás ideal monoatômico. 

Inicialmente cada compartimento encontra-se em equilíbrio térmico, com temperatura 𝑇1 = 4𝑇 e 𝑇2 = 𝑇, respectivamente, conforme mostra a figura: 

A partir de certo instante, a parede que separa os compartimentos é removida e, após algum tempo, o sistema atinge uma nova temperatura de equilíbrio 𝑇m. Supondo que não há trabalho realizado após a remoção da parede, nem troca de calor entre o sistema e o ambiente externo, a temperatura de equilíbrio 𝑇m é dada por: 

(A) 𝑇

(B) 3𝑇 2⁄

(C) 2𝑇

(D) 5𝑇 2⁄

(E) 4T

Note e adote:

A energia interna de um gás ideal monoatômico é dada por 𝑈 = 3𝑛𝑅𝑇/2, sendo 𝑛 o número de mols, 𝑅 a constante universal dos gases ideais e 𝑇 a temperatura absoluta.

RESOLUÇÃO (Curso ETAPA):

Considerando que não há trabalho realizado após a remoção da parede, da 1ª Lei da Termodinâmica, temos que o calor trocado por cada um dos gases será igual à sua variação da energia interna. Portanto, da conservação do calor para um sistema isolado, a temperatura de equilíbrio Tm, será dada por:

GABARITO:

(C) 2𝑇

PRÓXIMA QUESTÃO:

- O odor característico de peixes deve-se à base metilamina (CH3–NH2)

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova FUVEST 2023 (1ª Fase) com Gabarito e Resolução