Ciclos Termodinâmicos e Máquinas Térmicas
O ciclo representado no diagrama abaixo é realizado por de um gás ideal.
- Calcule a pressão no ponto , bem como o volume ocupado pelo gás nos pontos , e .
- Represente o ciclo num diagrama , indicando a pressão e volume associados aos pontos , e .
- Calcule a variação da energia interna, o trabalho total realizado e o calor trocado no ciclo completo.
Passo 1
a): Primeiro vamos achar o volume do ponto B:
Agora vamos usar a relação pra achar uma relação entre a pressão de e o volume de :
Vamos achar o volume de C agora:
Aquela curva que liga e representa uma transformação isovolumétrica. Como sabemos disso? Bom, como a curva é uma reta:
Onde é uma constante qualquer. Logo:
Legal! Então:
Agora a gente acha facilmente o volume de
Agora achar a pressão de é fácil:
Passo 2
b):
Passo 3
c):
Por ser um ciclo, a variação de energia interna é zero. Logo:
O trabalho só pode ser realizado em dois trechos: e Vamos usar a fórmula:
No trecho ,temos que a pressão é constante. Passando tudo pra unidades SI, teremos:
E no trecho
Logo o trabalho total é:
Aplicando a segunda lei e lembrando que , a gente acha o valor do calor total:
Resposta
a):
b):
c):