Enunciado

Na Figura P17.32, a mudança na energia interna de um gás que é tirado de A para C ao longo da trajetória AC é + 800 J. O trabalho realizado no gás ao longo da trajetória ABC é –500 J. (a) Qual a quantidade de energia que deve ser adicionada ao sistema por calor conforme ele vai de A até B para C? (b) Se a pressão no ponto A é cinco vezes maior que no ponto C, qual é o trabalho realizado sobre o sistema para ir de C para D? (c) Qual é a troca de energia por calor com a fronteira enquanto o gás vai de C para A ao longo da trajetória CDA? (d) Se a variação na energia interna para ir do ponto D ao ponto A é +500 J, qual é o valor da energia que deve ser acrescentada ao sistema por calor à medida que ele vai do ponto C para o ponto D?

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

Para resolver essa questão, iremos usar:

Δ E i n t e r = Q + W

E precisaremos relembrar:

W = - ∫ V i V f P d V

Logo:

W = - P Δ V

E iremos usar o desenho abaixo:

Passo 2

(a) Substituindo:

Δ E i n t e r A B C = Q A B C + W A B C

800 = Q A B C + - 500

Q A B C = 1300   J

Passo 3

(b) Faremos:

W C D = - P C V D - V C

W C D = - P C Δ V C D

Temos:

P A = 5   P C

Isolando P C :

P C = 1 5 P A

Substituindo:

W C D = - 1 5 P A Δ V C D

Temos:

Δ V C D = - Δ V A B

Podemos escrever:

W C D = - 1 5 P A - Δ V A B

W C D = 1 5 P A Δ V A B

Temos:

W A B = - P A Δ V A B

Podemos reescrever W C D :

W C D = - 1 5 W A B

Temos o valor de:

W A B C = - 500   J

Então:

W A B C = W A B + W B C  

A variação de volume em Δ V B C = 0 conforme o desenho do Passo 1, então W B C = 0 .

W A B C = W A B

Voltamos para:

W C D = - 1 5 W A B

W C D = - 1 5 - 500

W C D = 100   J

Passo 4

(c) Faremos:

Δ E i n t e r C D A = Q C A + W C D A

A energia interna é uma variável de estado, isso significa que depende apenas do seu ponto final e inicial, logo:

Δ E i n t e r C D A = Δ E i n t e r C A

Então:

Δ E i n t e r C A = Q C A + W C D A

Precisamos achar o calor:

Q C A = Δ E i n t e r C A - W C D A

Agora precisamos do trabalho:

W C D A = W C D + W D A

A variação de volume em Δ V D A = 0 conforme o desenho do Passo 1, então W D A = 0

W C D A = W C D

Substituindo no calor:

Q C A = Δ E i n t e r C A - W C D

Q C A = - 800 - 100

Q C A = - 900   J

Passo 5

(d) Faremos:

Δ E i n t e r C D A = Δ E i n t e r C D + Δ E i n t e r D A

Isolando Δ E i n t e r C D :

Δ E i n t e r C D = Δ E i n t e r C D A - Δ E i n t e r D A

Essa energia é adicionada no sistema C D , calculado na equação:

Δ E i n t e r C D = Q C D + W C D

Substituindo Δ E i n t e r C D :

Δ E i n t e r C D A - Δ E i n t e r D A = Q C D + W C D

Isolando Q C D :

Q C D = Δ E i n t e r C D A - Δ E i n t e r D A - W C D

Q C D = - 800 - 500 - 100

Q C D = - 1400   J

Mandamos bem nessa!!!!!!

Até a próxima questão..............

Resposta

  1. Q A B C = 1300   J
  2. W C D = 100   J
  3. Q C A = - 900   J
  4. Q C D = - 1400   J
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