Um mol de gás ideal monoatômico é submetido ao ciclo mostrado na figura.

1. Desenhe o ciclo correspondente no plano (P.V) especificando o tipo de cada etapa.
2. Calcule o trabalho realizado (ou sofrido) pelo gás em cada etapa, em termos dos dados da figura e da constante universal dos gases .
3. Calcule o calor absorvido (ou cedido) pelo gás em cada etapa, em termos dos dados da figura e da constante universal dos gases .
4. Este ciclo corresponde a um motor ou a um refrigerador? Por quê?

b):

São 4 processos, mas dois deles acontecem a volume constantes. Então, o trabalho desses dois será igual à zero. Os outros dois processos são isotérmicos. Vamos lá:

: Processo isotérmico..:

O trabalho é dado por:

Como:

Então:

Show? Agora vamos substituir os valores que vemos no gráfico:

Como

É isso.

Processo isovolumétrico.

Como a gente viu:

: Processo isotérmico..:

Jogo rápido: Bem parecido com

Como

Processo isovolumétrico. .:

Como a gente viu:

c):

Vamos lá:

: Processo isotérmico..:

Bom, como o processo é isotérmico, a variação da energia interna é nula e, pela primeira lei da termo, teremos:

Processo isovolumétrico.

O calor trocado aqui é o calor trocado a volume constante. Então você já sabe, vamos usar

Como o gás é monoatômico e se trata de um mol de gás:

Então:

: Processo isotérmico..

De novo, como é um processo isotérmico:

Processo isovolumétrico. .

Novamente, usando

d):

Vamos olhar pro trabalho total. Se ele for negativo, é um refrigerador, se for positivo, é um motor.

Então:

Como . O quociente acima vai dar um numero menor que 1. Ou seja:

Então:

Mas, como , , então:

Show? Agora olhe o gráfico... é maior que . Então, o trabalho total é positivo:

Logo, o ciclo representa um motor!!!