Primeira Lei e Gases
Uma certa quantidade de gás ideal, incialmente à pressão , temperatura e volume , realiza uma expansão à pressão constante seguida de um resfriamento à volume constante, até que sua temperatura retorne ao valor inicial , quando a pressão vale e o volume vale Ao final desse processo, é correto dizer que:
- , e
- , e
- e
- , e
- e
Passo 1
A transformação é dividida em duas fases: uma expansão à pressão constante e uma a volume constante. Seria como no gráfico:
Como ocorre à volume constante, não há realização de trabalho. Então só há realização de trabalho no trecho . Esse trabalho é positivo, já que ocorre um
Passo 2
Mas queremos saber também sobre o calor.A resposta está em usar a primeira lei entre os pontos 1 e 3:
Bom, a temperatura final do sistema é , que é igual à temperatura Assim, não há variação de temperatura:
Quando não há variação de temperatura, há variação de energia interna? Não, já que a energia interna é uma função da temperatura. Então:
Show! Isso que dizer o que? Bem, como eles são iguais, terão o mesmo sinal. Como o trabalho é positivo, o calor também será:
Passo 3
Já achamos mais da metade da resposta. Agora a gente só precisa a achar a relação entre a pressão final e a inicial
Vamos usar o Piviti-Povóto:
Como
Pelo gráfico, a gente vê . Então a divisão acima vai dar menor que 1, fazendo com que a pressão final seja menor que a inicial:
Então a resposta é e)
Resposta
e)