Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Ciclos

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Enunciado

Ciclos Termodinâmicos

Um certo gás ideal monoatômico é submetido a um ciclo composto por três etapas. Na etapa 1 o gás aumenta sua pressão a volume constante, na etapa 2 sofre uma expansão adiabática e na etapa 3 uma compressão isobárica. Na etapa 1 o gás recebe em forma de calor, na etapa 2 o gás realiza um trabalho de e na etapa 3 um trabalho de é realizado sobre o gás. A quantidade de calor trocado na etapa 3 vale:

Passo 1

Bom, o que sabemos sobre um ciclo?

Sabemos que ele recebe calor de uma fonte quente e rejeita calor pra uma fonte fria.

No ciclo descrito acima, o gás recebe calor na etapa 1, não troca calor na etapa 2(transformação adiabática) e...

O que tem que acontecer na etapa3? Isso, ele precisa rejeitar calor pra fonte fria.

Então nós precisamos descobrir quanto de calor ele rejeita, ou seja, descobrir:

Passo 2

Pra descobrir isso, a gente pode usar a relação:

Sabemos que o trabalho do ciclo é a soma de todos os trabalhos e vale:

Lembrando que não há realização de trabalho na etapa 1, já que ocorre a volume constante.

E o , o calor que o ciclo recebe da fonte quente, vale:

Passo 3

Então:

Só que ali em cima só tem o modulo do calor. Como esse calor é rejeitado pro ambiente, ele é negativo e então:

Resposta

a)

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