UFRJ – Física 2 2020.2 – P2 – Questão 8
Um mol de um gás ideal é submetido a uma transformação cíclica reversível representada no diagrama . Neste ciclo, o calor trocado pelo gás no ciclo é dado por:
Escolha uma opção:
Passo 1
Fala galera, tudo bem?
Esse ciclo é composto por dois processos isovolumétricos e dois processos isotérmicos, não é?
E temos um ciclo! E em um ciclo a variação de energia interna é nula, então da primeira lei temos o seguinte:
Como :
Nos processos isovolumétricos o gás não realiza trabalho, então precisamos calcular apenas o trabalho dos processos.
Beleza até aqui?
Passo 2
O trabalho em um processo isotérmico é:
Aqui temos um mol de gás, então . Vou calcular o trabalho do gás para ir do volume até o volume na temperatura :
O volume inicial é , o volume final é e a temperatura é , daí o trabalho é:
O volume inicial é , o volume final é e a temperatura é :
Passo 3
Agora lembrando do passo , o calor total vai ser a soma dos trabalhos desse ciclo:
Para juntar esses dois logaritmos, vou inverter a fração do segundo logaritmo, assim surge um sinal de na frente:
Analisando as alternativas, a correta é a (b).
Espero ter ajudado!