Um sistema com 0,5 mol de gás monatômico usa o ciclo ABCA .
(0,75 pontos) (b) Calcule trabalho de A B e o ciclo inteiro.
Dados: VA=4,00 lit, VB=12,0 lit, PA=3,00 atm, e PC=1,00 atm

Passo 1

Então, vamos lá! O exercício fala sobre um sistema que tem 0,5 mol de gás monatomico e passa por um ciclo chamado ABCA. Precisamos calcular o trabalho feito na transformação de A para B e também o trabalho total do ciclo inteiro. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente sobre trabalho em processos de gás. Vamos precisar das fórmulas de trabalho em transformações de volume e pressão.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o trabalho de A para B. O trabalho W = -P De em um processo de expansão ou compressão de gás pode ser calculado pela fórmula:
De
Aqui, WA B = -PA De é a pressão constante e é a variação do volume.
No ponto A, temos e . Em B, o volume é . A pressão não muda durante A para B, então podemos usar diretamente a fórmula.
A variação do volume é:
Então, o trabalho de A para B é:

Passo 3

Agora, vamos calcular o trabalho total do ciclo inteiro ABCA. Para isso, precisamos considerar todas as transformações:
  1. De A para B: já calculamos De.
  2. De B para C: Supondo que a pressão em C é WB C = -PC De e o volume volta para Wtotal = WA B + WB C + WC A = -24,00 + 8,00 + 0 = -16,00 , atm cdot litros , o trabalho dessa etapa será:
  1. De C para A: Se for um processo isobárico (pressão constante) igual à de A, o trabalho dependerá da variação do volume, mas como voltamos ao ponto A, o trabalho dessa parte será zero.
Somando todos os trabalhos:

Resposta

O trabalho de A para B é e o trabalho total do ciclo ABCA é .

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