(FUVEST- 2023- 1 fase)Diversos processos na indstr

(FUVEST- 2023 - 1ª fase)

 

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 \(n_{1} = 1\) mol e o segundo é ocupado por \(n_{2} = 2\) mols de um gás ideal monoatômico. Inicialmente cada compartimento encontra-se em equilíbrio térmico, com temperatura \(T_{1}=4T\) e \(T_{2}=T\), 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 \(T_{m}\). 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 \(T_{m}\) é dada por:

 

Note e adote: A energia interna de um gás ideal monoatômico é dada por \(U= \frac{3nRT}{2}\), sendo 𝑛 o número de mols, \(R\) a constante universal dos gases ideais e \(T\) a temperatura absoluta.