Física 3 - UFF; P2 de 2019.2
7 - Operando uma máquina térmica reversível com um gás ideal como substância de trabalho em um ciclo de Carnot e medindo a razão , podemos calcular
- , o número de mols do gás ideal.
- a razão dos volumes do gás ideal
- a razão das pressões do gás ideal
- a razão dos produtos de volumes e pressões do gás ideal
- o valor do número de Avogadro
Passo 1
Bem, o ciclo de Carnot é o ciclo que possui dois processos adiabáticos e dois isotérmicos dessa maneira aqui:
Sabemos que a compressão isotérmica de 3 para 4 está uma temperatura mais baixa que a isoterma 1-2.
Como as isotermas possuem a mesma temperatura em todos os pontos, só faz sentido falar de relação , onde significa frio e calor, onde há mudança de temperatura, ou seja, de para 1 e de 2 para 3.
Agora, o que é ?
Passo 2
De acordo com o rendimento de Carnot:
Que também pode ser dado por...
EBA! Então dá para ver que a relação de calor com temperatura é:
Passo 3
O bom disso é que como estamos lidando com gases ideias...
Podemos falar que de 1 para 4 temos a relação:
E de 2 para 3:
Como a temperatura é a mesma que e está a uma temperatura maior () que as temperaturas frias . Ou seja:
Portanto...
Substituindo o por de zona fria e por de zona quente:
Então, sabendo tem-se as relações de Pressão e Volume!
Resposta
Letra D.