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Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases

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Enunciado

Física 3 - UFF; P1 de 2019.2

Enunciado para as questões 10 a 12: Um gás ideal monoatômico sofre uma expansão isotérmica do ponto A para o ponto B, segundo o diagrama pV abaixo. Depois, ele é resfriado a volume constante até o ponto C. A seguir, ele é comprimido isobaricamente até o ponto D e finalmente é aquecido e retorna ao ponto A isocoricamente.

Dados: V A = V D = 2,00   L ; p A = 10,0   a t m ; p C = 2,00   a t m ; V B = V C = 4,00   L ; T A = 327   ° C

12 - Qual é a temperatura do gás no ponto C?

  1. - 327   ° C
  2. 327   ° C
  3. 240   ° C
  4. 131   ° C
  5. - 33   ° C

OBSERVAÇÃO: Este exercício usa o exercício anterior (11) no qual encontramos a pressão no ponto B: p B = 5   a t m .

Passo 1

Ora, sabemos que para um gás ideal, é válida a relação...

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

Como do ponto B até o C temos um resfriamento a volume constante, V B = V C ...

p B V B T B = p C V C T C   →

p B T B = p C T C

Isolando a temperatura T C ...

T C = T B p C p B

Substituindo os valores agora vamos ganhar o valor da temperatura em C (lembre-se que a temperatura em B é a mesma temperatura em A já que de A a B se tem uma transformação isotérmica):

T C = T B p C p B     →

T B = T A = 327   ° C   , mas lembre-se de passar para Kelvin: T B = 600   K ...

T C = 600 ⋅ 2 5     →

T C = 240

Ou...

- 33 ° C

Resposta

Letra E.

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