P3 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2019.1

Um mol de um gás ideal diatômico é submetido ao processo termodinâmica descrito a seguir:

I – O gás, inicialmente à uma pressão ocupando um volume , passa por um processo adiabático até que sua pressão seja reduzida à metade.

II – Em seguida, é expandido até um volume , mantendo a pressão constante.

III – O gás é então comprimido isotermicamente até seu estado inicial.

Dados: ; .

Determine:

a) O volume do gás ao final do processo I.

b) A variação da energia interna do gás a partir do início do processo I até o final do processo II.

c) O trabalho total para o ciclo.

d) O coeficiente de desempenho para este ciclo.

Um sistema é composto por moles de um gás ideal monoatômico. O volume inicial é igual a .

a) A variação de energia interna deste sistema para ir de um estado inicial com volume inicial até o estado final com volume final é de . Determine o trabalho, a quantidade de calor fornecida ou retirada do sistema e a variação da entropia se o processo reversível para ir do estado até o estado é uma adiabática.

b) Determine o trabalho, a quantidade de calor fornecida ou retirada do sistema e a variação de entropia se o processo reversível para ir do estado até o estado for feito a uma pressão constante de e o volume inicial é de .

c) Determine o trabalho, a quantidade de calor fornecida ou retirada do sistema e a variação de entropia se o processo reversível para ir do estado até o estado é uma isoterma com temperatura .

Em um recipiente isolante térmico, que continha de uma mistura de gelo e água, em equilíbrio térmico, foi colocado um bloco de de cobre à temperatura de . O conjunto atinge novamente o equilíbrio à temperatura de .

Dados:

, , .

a) Quanto calor é cedido pelo bloco de cobre neste processo?

b) Quanto calor é absorvido pela água neste processo?

c) Quanto de gelo estava no balde, antes do bloco de cobre ser colocado nele?

d) Determine a variação de entropia do sistema água-gelo-cobre neste processo. Este processo é reversível ou irreversível?