Física · Primeira lei da Termodinâmica

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.