Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Oscilações, Ondas e Termodinâmica- Ed: 5º - Capítulo 18.Problemas - Ex. 12
No ponto A em um ciclo de Carnot, 2,34 mols de um gás ideal monoatômico têm pressão de 1400 kPa, volume de 10,0 L e temperatura de 720 K. O gás expande-se isotermicamente até o ponto B e, então, adiabaticamente para o ponto C, onde seu volume é 24,0 L. Uma compressão isotérmica leva o gás ao ponto D, onde seu volume é 15,0 L. Um processo adiabático devolve o gás ao ponto A. (a) Determine todas as pressões, volumes e temperaturas desconhecidas para preencher a tabela a seguir:
(b) Encontre a energia acrescentada por calor, o trabalho realizado pelo motor e a variação em energia interna para cada uma das etapas A->B, B->C, C->D e D->A. (c) Calcule a eficiência Wnet/|Q h|. (d) Mostre que a eficiência é igual a 1 2 TC/TA, a eficiência de Carnot.
Passo 1
Fala galera, beleza? Bora resolver o nosso exercício? Vamos lá.
Antes, vamos destacar aqui a tabela que iremos preencher:
Beleza, aqui vamos precisar de umas informações:
Vamos começar encontrando as informações do ponto D. Como ele trabalha como adiabático no mesmo ponto que A, podemos dizer:
Para calcularmos a temperatura:
,
Passo 2
Agora vamos encontrar as informações para o ponto C. Do ponto C para o ponto D, temos uma variação isotérmica, então:
Pela tabela, temos , com isso podemos calcular a pressão:
Passo 3
Agora vamos encontrar as informações para o ponto B. No enunciado, ele nos diz que do ponto A para o B ocorre uma expansão isotérmica, então:
Já que os pontos C e B se encontram numa curva adiabática, podemos usar:
Para calcular a pressão no ponto B:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)