O trabalho total realizado pelo gás é positivo, negativo, ou nulo? O calor total trocado é positivo, negativo, ou nulo? Esse ciclo corresponde a uma máquina térmica ou a uma bomba de calor? Justifique apenas com palavras cada uma das respostas.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pergunta sobre o trabalho total realizado pelo gás, o calor total trocado e se o ciclo em questão é uma máquina térmica ou uma bomba de calor. Estamos falando de termodinâmica, especificamente sobre ciclos termodinâmicos. Para resolver, vamos precisar entender conceitos como trabalho, calor, e os tipos de ciclos (máquina térmica e bomba de calor).
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o trabalho realizado pelo gás. Na termodinâmica, trabalho (
) pode ser positivo ou negativo. Se o gás expande, ele faz trabalho sobre o ambiente, então
é positivo. Se o gás é comprimido, trabalho é feito sobre ele, então
é negativo.
Passo 3
Agora, sobre o calor total trocado. O calor (
) também pode ser positivo ou negativo. Se o sistema absorve calor do ambiente,
é positivo. Se o sistema libera calor para o ambiente,
é negativo.
Passo 4
Para determinar se o ciclo é uma máquina térmica ou uma bomba de calor, precisamos ver a finalidade do ciclo. Uma máquina térmica transforma calor em trabalho, geralmente retirando calor de uma fonte quente e liberando para uma fria, produzindo trabalho no processo. Já uma bomba de calor utiliza trabalho para transferir calor de uma fonte fria para uma quente.
Passo 5
Resumindo os conceitos:
- Trabalho positivo: gás faz trabalho sobre o ambiente (expansão).
- Trabalho negativo: trabalho é feito sobre o gás (compressão).
- Calor positivo: sistema absorve calor.
- Calor negativo: sistema libera calor.
- Máquina térmica: produz trabalho a partir do calor.
- Bomba de calor: consome trabalho para transferir calor.
Resposta
O trabalho total realizado pelo gás é positivo quando ele expande fazendo trabalho sobre o ambiente, ou negativo se for comprimido. O calor total trocado é positivo se o sistema absorve calor e negativo se libera calor. Esse ciclo corresponde a uma máquina térmica se estiver convertendo calor em trabalho, ou a uma bomba de calor se estiver usando trabalho para mover calor. Cada resposta depende de como o ciclo está operando em termos de trabalho e transferência de calor.