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Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Ciclos

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Enunciado

PUCRIO – Física 2 2020.2 – P3 – Questão 5

Uma amostra de gás ideal monoatômico é submetida ao processo cíclico ACBA mostrado na figura. A temperatura do gás no estado termodinâmico C é T c = 343,3 K . Sabendo que o calor trocado no processo C B é Q C B = 300 J . Determine o calor trocado no processo isotérmico A B .

Escolha uma opção:

  1. - 330 J
  2. - 390 J
  3. - 660 J
  4. - 115 J
  5. - 350 J
  6. 0 J
  7. - 760 J
  8. N e n h u m a   d a s   r e s p o s t a s   a p r e s e n t a d a s

Passo 1

Fala galera, tudo bem? Essa questão parece complicada, mas vou ajudar você!

Em um processo isotérmico Δ U = 0 , então da primeira lei temos o seguinte:

W B A = Q B A = n R T ln ⁡ V A V B

Precisamos determinar o volume em B .

Tranquilo?

Passo 2

O calor trocado no processo B C é 300 J e esse processo é a pressão constante:

Q p = 5 2 n R ( T B - T C )

Supondo um mol de gás temos que a temperatura no estado B é:

T B = 2.300 5 R + T C = 357,7

E agora usando a lei dos gases ideais, podemos encontrar o volume no estado B , comparando com o estado C :

p C V C T C = p B V B T B

Aqui as pressões são iguais, daí temos:

2,01 343,3 = V B 357,7

V B = 2,09

Beleza até aqui?

Passo 3

Voltando para a expressão do calor trocado do passo 1 temos:

W B A = Q B A = n R T ln ⁡ V A V B

Q B A = p B V B ln ⁡ V A V B

Q B A = 2,55 × 10 3 . 2,09 ln ⁡ 2,01 2,09 = - 208 J

A alternativa correta é a (h).

Espero ter ajudado!

Resposta

( h )

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