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. 79
Um gás ideal sofre uma compressão isotérmica de um volume inicial de para um volume final de . Existem do gás e a temperatura do gás é . (a) Qual é o trabalho realizado pelo gás? (b) Qual é a energia trocada na forma de calor entre o gás e o ambiente?
Passo 1
(a) Belezoca galerinha bonita, a fórmula do trabalho na transformação isotérmica é essa aqui:
Vamos só converter a temperatura para Kelvin, tal que:
Sendo assim, a nossa fórmula fica:
Ou em :
Passo 2
(b) E agora, qual a quantidade do calor trocado pelo gás?
Saca só meu patrão, vamos pela primeira lei da termodinâmica que diz que:
O trabalho nós já calculamos, então:
E a variação da energia interna? Bom, a expansão é isotérmica! Isso quer dizer que a variação de energia interna é nula:
O sinal negativo indica que a transferência de calor acontece do gás para o ambiente, sendo assim a energia total trocada entre o gás e o ambiente é igual a:
Resposta
(a) .
(b) .