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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 19.Exercício - Ex. 12

Um gás no interior de um cilindro é mantido sob pressão constante de 2,30 × 10 5 P a , sendo resfriado e comprimido de 1,70 m 3 até um colume 1,20 m 3 . A energia interna do gás diminui de 1,40 × 10 5 J .a) Calcule o trabalho realizado pelo gás.b) Calcule o valor absoluto de calor |Q| trocado com a vizinhanças e determine o sentido do fluxo do calor.c) O resultado depene ou não de o gás ser idela? Justifique sua resposta.

Passo 1

Calcularemos W usando a equação para um processo de pressão constante.

E então usaremos Δ U   =   Q   - W para calcular Q .

Passo 2

  1. Calculando então W :

    2. W = ∫ V 1 V 2 p   d V = p ( V 2 - V 1 )

    para este processo de pressão constante.

    isso implica em:

    p V 2 - V 1 = W = 2,3 × 10 5 P a 1,20 m 3 - 1,70 m 3 = - 1,15 × 10 5 J

    (O volume diminui no processo, então W é negativo.)

    Passo 3

  2. Partiremos de Δ U   =   Q   - W para calcular Q .

    3. Δ U   =   Q   - W

    Implica que:

    Q = Δ U + W = - 1,40 × 10 5 J + - 1,15 × 10 5 J = - 2,55 × 10 5   J

    ( Q negativo significa que o calor flui para fora do gás.)

    Passo 4

  3. W = ∫ V 1 V 2 p   d V = p ( V 2 - V 1 ) (pressão constante) e Δ U   =   Q   - W se aplica a qualquer sistema, não apenas a um gás ideal. Não usamos a equação do gás ideal, direta ou indiretamente, em nenhum dos cálculos, portanto, os resultados são os mesmos, quer o gás seja ideal ou não.

Resposta

  1. W = - 1,15 × 10 5 J ;
  2. Q = - 2,55 × 10 5   J ;
  3. Não.
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