Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 19.Problemas Adicionais - Ex. 87
A figura mostra um ciclo composto de cinco trajetórias: é isotérmica a , é adiabática com um trabalho de , é a uma pressão constante de , é isotérmica e é adiabática com uma variação da energia interna de . Qual é a variação da energia interna do gás ao longo da trajetória ?
Passo 1
Belezoca pessoal, a gente já sabe que a variação da energia interna em um ciclo completo é nula, ou seja:
Então show de bola, agora vamos ver o que a gente pode afirmar sobre cada uma dessas variações. Lembrando que nosso objetivo é calcular a .
Passo 2
Nos processos isotérmicos, a variação da energia interna é nula, certo? Então vamos tirar eles da equação logo de uma vez:
E isolando o que a gente quer descobrir:
A transformação é adiabática, ou seja, pela primeira lei da termodinâmica, a gente sabe que a variação da energia interna é igual a menos o trabalho! Mas por sorte o trabalho já foi dado no enunciado, então:
E fica faltando só calcular , mas esse já foi dado no enunciado, tal que:
Substituindo isso na equação acima:
Pronto! Resolvido.
Resposta
A variação da energia interna em é .