Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 19.2 - Ex. 7
Suponha que de um gás ideal sejam comprimidos isotermicamente a de um volume inicial de para um volume final de . (a) Qual é a quantidade de calor, em joules, transferida durante a compressão e (b) o calor é absorvido ou cedido pelo gás?
Passo 1
Vamos lembrar da primeira lei da termodinâmica:
Como a transformação é isotérmica (ou seja, temperatura constante), não existe variação da energia interna, ou seja:
Nesse caso, é o trabalho realizado pelo gás, e é o calor absorvido pelo gás.
Passo 2
(a) Então, se queremos calcular a quantidade de calor, precisamos apenas calcular o trabalho. Vamos usar a fórmula do trabalho em um processo isotérmico:
A temperatura em Kelvin é:
Isso quer dizer que a quantidade de calor absorvido pelo gás é:
Passo 3
(b) Como o calor absorvido tem um sinal negativo no nosso resultado, isso quer dizer que o calor é, na verdade, cedido pelo gás.
Resposta
(a) .
(b) O calor é cedido pelo gás.