Tópico 5 - Editora Saraiva

Determine:
a) o trabalho, em joules, realizado pelo gás no ciclo ABCDA;
b) o ponto do ciclo em que a energia interna do sistema é máxima e o
ponto onde é mínima.
Resolução:
a) τ = ciclo N [área interna]
τ = (6 – 2) · (3 – 1) (J)
ABCDA
τ ABCDA = 8 J
b) A energia interna é máxima no ponto de temperatura máxima. Nesse
ponto, o produto pressão × volume é máximo.
U máx → C
Da mesma forma, a energia interna é mínima onde o produto p V é
mímino:
U mín → A
Respostas: a) 8 J; b) C; A
49 Um recipiente de volume ajustável contém n mols de moléculas
de um gás ideal. Inicialmente, o gás está no estado A, ocupando um
volume V à pressão p. Em seguida, o gás é submetido à transformação
indicada na f igura.
p
2p
p
0
A
B
Calcule o calor absorvido pelo gás na transformação cíclica ABCA.
V
Resolução:
Numa transformação cíclica, a variação de energia interna ΔU é nula
(ΔU = 0).
Usando-se a 1 a Lei da Termodinâmica:
Q = τ + ΔU
Q = τ
Assim:
Q = τ = [área do triângulo ABC]
(2V – V) · (2p – p)
Q =
2
p V
Q =
2
Resposta:
p V
2
C
2V
V
Tópico 5 – Termodinâmica
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50 (Vunesp-SP) Um sistema termodinâmico sofre a transformação
cíclica ABCDA, representada na f igura.
P (atm)
3,0
2,0
1,5
1,0
A
D
C
1,0 1,5 2,0 3,0 V (L)
Pode-se af irmar que a:
a) compressão é isobárica, e o trabalho realizado durante a expansão é
maior do que o valor absoluto do trabalho realizado na compressão.
b) compressão é adiabática, e o valor absoluto do trabalho por ela realizado
é menor do que o realizado na expansão.
c) expansão é isotérmica, e o trabalho realizado durante a expansão é
igual ao valor absoluto do trabalho realizado na compressão.
d) expansão é isobárica, a compressão é isométrica, e os trabalhos realizados
na expansão e na compressão são iguais em valor absoluto.
e) compressão é isotérmica, e o trabalho realizado durante a expansão
é maior que o valor absoluto do trabalho realizado durante a
compressão.
Resolução:
Na transformação BCDA (compressão), notamos que em todos os 4
pontos fornecidos o produto pressão × volume apresenta o mesmo valor.
Esse fato nos levará a concluir que essa compressão é isotérmica.
Observamos ainda que a área abaixo do gráf ico (que estabelece o trabalho
trocado) é maior na expansão AB do que na compressão BCDA.
Resposta: e
51 (UFC-CE) Um sistema gasoso, originalmente no estado termodinâmico
a, é levado para o estado b por meio de dois processos distintos,
1 e 2, mostrados na f igura. No processo 1, o sistema realiza um
trabalho, τ 1 , de 300 J e absorve uma quantidade de calor, Q 1 , de 800 J.
Pressão
a
3
1
2
b
B
Volume
a) Se no processo 2 o trabalho τ 2 realizado é de 100 J, quanto calor, Q 2 ,
é absorvido pelo sistema nesse processo?
b) Quando o sistema é trazido de volta ao estado original a, pelo processo
3 (ver f igura), o trabalho, τ 3 , de 200 J é realizado sobre o sistema.
Que quantidade de calor, Q 3 , é envolvida nesse processo?
c) O calor mencionado no item b é liberado ou absorvido pelo
sistema?