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Enunciado

Termodinâmica - Termodinamica,Teoria Cinética e Termodinâmica Estatística, Sears e Salinger- Ed: 3º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 35

Considere um sistema consistindo de um cilindro contendo 0,2 quilomol de um gás ideal e equipado com um pistão sem massa de 0,5   m 2 de área. A força de atrito entre o pistão e as paredes do cilindro e de 10   N . o gás está inicialmente a uma pressão de 1   a t m e a temperatura deve ser mantida a 300   K . O volume do sistema e lentamente diminuído em 10 por cento por uma força externa.

a) Calcule o trabalho feito sobre o sistema pela força externa.

b) Calcule o trabalho de configuração feito sobre o sistema.

c) Calcule 0 trabalho dissipativo feito sobre o sistema.

d) Como se modificam as respostas acima, se o pistão tem uma massa de 1 kg e se desloca verticalmente?

Passo 1

Falaaaaa rapaziada tudo blz?

Nessa questão do livro de termodinâmica de Sears e Salinger considerando um sistema consistindo de um cilindro contendo 0,2 quilomol de um gás ideal e equipado com um pistão sem massa de 0,5   m 2 de área. A força de atrito entre o pistão e as paredes do cilindro e de 10   N . o gás está inicialmente a uma pressão de 1   a t m e a temperatura deve ser mantida a 300   K . O volume do sistema e lentamente diminuído em 10 por cento por uma força externa.

a) Calcule o trabalho feito sobre o sistema pela força externa.

b) Calcule o trabalho de configuração feito sobre o sistema.

c) Calcule 0 trabalho dissipativo feito sobre o sistema.

d) Como se modificam as respostas acima, se o pistão tem uma massa de 1 kg e se desloca verticalmente?

Precisa ficar assim não meus abençoados conforme você for vendo os passos vai perceber que ela é de boa.

Passo 2

Então galerinha nessa questão temos antes de determinar os itens pedidos precisamos destacar os dados passados em que,

c i l i n d r o - 0,2   q u i l o m o l                     f o r ç a - 10   N

p i s t ã o - 0,5   m 2               t e m p e r a t u r a - 300   K

Temos que na letra (a) para calcular o trabalho feito sobre o sistema de força temos que,

w = F . c . x

Ficando,

w = 10   x   0,5   x   5,3   x   10 4 = 5,3   x   10 5

Já na letra (b) para calcular o trabalho feito sobre o sistema temos que,

w = n R T . ln ⁡ v b v a

Ficando,

w = 19,10   x   10   x   300   x   ln ⁡ 0,2 0,5

Logo,

w = - 5,25   x   10 4

Na letra ( c ) para calcular o trabalho dissipativo feito sobre o sistema temos,

w = n R T . ln ⁡ v b v a

Ficando,

w = 0,356   x   10   x   300   x   ln ⁡ 0,2 0,5

Logo temos,

w = - 0,98   x   10 3

E por fim na letra (d) podemos dizer que para um pistão de massa de 1   k g ele vai ser deslocar verticalmente pois o pistão tende a aumentar por conta da variação do trabalho.

Espero que eu tenha ajudado e te vejo no próximo desafio.

Até a próxima.

Resposta

a) w = 5,3   x   10 5

b) w = - 5,25   x   10 4

c) w = - 0,98   x   10 3

d) explicação no passo anterior

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