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Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 18.1 - Ex. 50

É permitido que o gás se expanda a pressão constante até atingir seu volume final. Em seguida, é resfriado em volume constante até atingir a pressão final. (a) Ilustre esse processo em um diagrama PV e calcule o trabalho realizado pelo gás. (b) Encontre o calor absorvido pelo gás durante esse processo.

Passo 1

(a) O diagrama será:

E o processo está entre os dois pontos ligados pela linha.

O trabalho do gás será dado pelo produto entre a variação de volume com a pressão, ou seja, toda a área abaixo da curva (a variação de pressão não produz trabalho, pois o volume permanece constante).

W = P ∆ V = 3.00 a t m 2.00 L = 608 J

Passo 2

(b) E o calor absorvido pelo gás que é pedido na letra (b) pode ser encontrado utilizando a primeira lei da termodinâmica:

∆ E i n t = Q a b s o r v i d o + W s o b r e

Como no caso do problema o gás trabalha e não sofre trabalho, devemos inverter o sinal do resultado para podermos escrever conforme a equação acima, já que ela expressa a energia interna conforme o trabalho realizado sobre o gás:

W s o b r e = - W p e l o   g á s = - 608 J

Passo 3

O calor absorvido então será:

Q a b s o r v i d o = 912 J - 456 J + 608 J = 1.06 k J

Resposta

a W = 608 J

( b ) Q a b s o r v i d o = 1.06 k J

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