Enunciado
Termodinâmica - Termodinamica,Teoria Cinética e Termodinâmica Estatística, Sears e Salinger- Ed: 3º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 28
Esboce um ciclo de Carnot para um gás ideal
- Um diagrama
- Um diagrama
- Um diagrama
- Um diagrama
Passo 1
Olá, aqui quem fala é a Jacyara do Responde Aí. Como você está? Está tudo em cima?
Bem, hoje vamos resolver mais uma questãozinha de termodinâmica. Essa disciplina é uma área muito importante tanto para as ciências exatas quanto para engenharia, então é legal entender direitinho e para isso vamos fazer tudo juntinho, ok?
Para resolver essa questão precisamos saber o que é um ciclo de Carnot, o ciclo de Carnot é uma sequência de transformações termodinâmicas que gera um ciclo fechado.
As etapas do ciclo de Carnot são as seguintes:
- Etapa de aquecimento isotérmica.
- Etapa de Expansão Adiabática
- Etapa de resfriamento Isotérmico
- Retorna para o estado original adiabaticamente.
E com essas informações vamos desenhar cada gráfico que se pede, e aí vamos lá?
Passo 2
O primeiro gráfico é um diagrama U-V, como o gás é ideal temos que É função apenas da temperatura. Portanto:
O segundo gráfico é um diagrama , como temos que a energia interna de um gás ideal é dada por:
Temos que as variações de energia interna são todas lineares, portanto:
Agora vamos desenhar o gráfico , para isso vamos precisar analisar dois casos.
O primeiro é quando a transformação é isotérmica:
Como o gás é ideal, temos que:
Quando o sistema é isotérmico:
Agora o caso é o sistema adiabático:
Portanto temos que a variação é devido a mudança na pressão, portanto a curva é uma hipérbole pouquíssimo achatada.
E para finalizar, temos o diagrama . Sendo o gás ideal, temos:
Portanto, conseguimos ver que as curvas de pressão temperatura varia entre as isotermas graficamente:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)