Recipientes fechados que contêm gases podem ser expostos a grandes variações de temperatura. Eles sempre devem ter uma válvula de segurança que se abre de modo a evitar que a pressão interna se aproxime da pressão máxima a que eles resistem. Considere uma panela de pressão, tampada, contendo 1 mol de um gás ideal monoatômico, inicialmente à pressão atmosférica e à temperatura de 27 ºC. Esse gás é aquecido até alcançar a temperatura de 177 ºC. Se for necessário, considere que 1 atm = 10⁵ N/m², R = 8,3 J/mol×K, 0 K = – 273 ºC, e que a energia interna de um gás monoatômico é dada por (3/2) n R T .
A) Determine a variação de pressão do gás contido na panela devido ao aquecimento, e a quantidade de calor fornecida ao gás durante este aquecimento.
B) Suponha que a válvula de segurança esteja obstruída. Assim que o gás atinge a temperatura de 177 ºC, a pressão interna supera a pressão máxima suportada e a panela explode. Sendo assim, o gás experimenta uma súbita variação de temperatura (considere como processo adiabático) de 177 ºC para 77 ºC. Calcule o trabalho total realizado pelo gás sobre as partes da panela.