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O gráfico X a seguir mostra como o volume de um mol de um gás ideal varia com a pressão ao longo de dois processos e .Sobre esses processos, é correto afirmar que
- A variação da energia ao longo de todo o processo é nula.
- O trabalho realizado pelo gás é nulo no processo .
- No processo , o gás recebeu uma quantidade de calor equivalente a .
- A variação de temperatura é negativa no processo .
- No processo , o gás perde calor e uma quantidade positiva e não-nula de trabalho é realizada sobre ele.
- A variação de entropia no processo é nula, pois o processo é reversível.
Passo 1
Vamos analisar uma por uma:
- A afirmação está um pouco “estranha”. O professor parece ter tido o desejo de passar a seguinte ideia: Ao longo do trajeto , como um todo, a variação de energia interna é nula. Ou seja, a variação de energia interna total do trajeto seria nula:
- Incorreta: Podemos ver que o processo que ocorre em é isobárico e o trabalho é dado por:
- A variação da energia interna ao longo do é nula, podemos então escrever:
- Incorreta: Como vimos, a variação é nula.
- É verdade que há perda de calor, porém o trabalho é nulo, já que não á variação de volume.
- Não, a variação de entropia será dada por:
Beleza? Porém, você pode ter interpretado da seguinte forma: Que não houve variação de energia interna em nenhum ponto do percurso, ou seja, que a energia interna se manteve constante ao longo de todo o percurso, em qualquer ponto ela é a mesma!
Bom, a primeira ideia está correta. Como sabemos? Vamos calcular a temperatura no estado inicial e no final usando a lei dos gases perfeitos:
E no final:
Assim, podemos ver que as temperaturas são iguais. Dessa forma, como não houve variação de temperatura, também não houve variação de energia interna.
Essa é a correta!
Obs: No caso, a segunda interpretação estaria errada, pois existe variação de energia interna tanto no trecho quanto no
Passo 2
Passo 3
O calor total trocado é igual ao trabalho total realizado. E qual é o trabalho total realizado?
O trabalho em é nulo, já que não há variação de volume ali. Então:
Como vimos na b). Assim, a alternativa está incorreta.
Passo 4
Passo 5
Como vimos, o calor não será nulo e sim dado por:
Assim, a afirmação está incorreta.
Resposta
a)