Exercício Termodinâmica (com solução comentada)
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- Vinícius Ventura de Sousa
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1 Exercício ermodinâmica (com solução comentada ara o cálculo do trabalho realizado pelo gás em uma transformação em que a pressão varia devemos calcular a área do gráfico, porém deve-se dividir a área do gráfico em duas partes: Como a transformação ocorre a volume constante deve-se concluir que o gás não realiza trabalho. eja que de A para B temos um trapézio e de B para C um retângulo: A para B: Analisado a equação do trabalho podemos perceber que trabalho é diretamente proporcional a pressão e a variação do volume, portanto: Opção A B para C: ( AB BC rabalho total: AC AC 8
2 Exercício ermodinâmica (com solução comentada artindo da informação o pistão é mantido fixo na posição inicial podemos concluir que o volume se mantém constante e, portanto, não haverá realização de trabalho. Opção B Observa-se que de para o volume aumenta e a pressão se mantém constante, por isso a temperatura também aumenta. Daí concluímos que: O gás realiza trabalho sobre o meio, pois o volume aumenta e pode ser calculado através da área da região escura; A Energia Interna (cinética das moléculas aumenta, pois a temperatura aumenta. ara calcular o trabalho em ciclo devese fazer duas coisas:. Calcular a área;. Observar o sentido (horário ou antihorário do ciclo. Calculando a área obtemos:. Como o ciclo evolui no sentido horário fica + Opção B
3 Exercício ermodinâmica (com solução comentada Nesta questão deve-se ter o cuidado com alguns detalhes: A pressão está em a e deve ser transformada em N/m². (a N/m² O volume está em Devemos calcular o trabalho na fase de expansão. O trabalho realizado na fase de expansão será a área do gráfico: Nesta questão deve-se ter o cuidado com alguns detalhes: A pressão está em O volume está em litro (deve-se transformar em m³. Devemos dividir o gráfico em duas partes: ransformando litro em m³: l = m³. O trabalho realizado no ciclo será a área do gráfico (trapézio: (, (,,7 (, ( 7,,7 7,,9 Opção E
4 Exercício ermodinâmica (com solução comentada Construindo o novo gráfico teremos: a ara calcular o trabalho basta calcular a área do gráfico (trapézio: Base maior = Base menor = Altura =. ( * Observe que o trabalho terá resultado negativo, pois o volume está diminuindo! b ara escrever um gráfico x precisamos saber a temperatura nos pontos A e B. Usamos então a Lei Geral dos Gases : ara a temperatura em A inferimos. ara encontrar a temperatura em B, fazemos: B Nesta questão deve-se ter o cuidado com alguns detalhes: A pressão está em O volume está em O trabalho realizado no ciclo será a área do gráfico (trapézio: ( ou. k
5 Exercício ermodinâmica (com solução comentada a ara calcular a temperatura usamos a Equação de Clapeyron : * Usaremos R =,8, pois pressão está em atm e volume está em l: n R I Correto. Basta lembrar da ª Lei da ermodinâmica: U Q que relaciona três tipos de energia. II Errado. Calor e rabalho podem ser escrito tanto calorias quanto joules, pois ambas são unidade de medida de energia. III Correto. cal =,, portanto cal equivalem a. Opção E 8,8 9, 7K b ara calcular o trabalho (em joules devemos: ransformar atm em N/m²: atm N/m² ransformar l em m³: l = m³ ( ( c Observe a palavra isoterma na linha pontilhada (azul que liga A a C: isso significa que nessa linha a temperatura não muda, portanto, em C a temperatura será a mesma de A: 9,7 K.
6 Exercício ermodinâmica (com solução comentada CUIDADO!!! Não se pode calcular trabalho através da área do gráfico! Nesta questão devemos estar atentos a: Como o gráfico é x não podemos calcular a área e dizer que é o trabalho. Antes de qualquer coisa, observe que na transformação B C o volume permanece constante, portanto, o trabalho BC será. Devemos encontrar a pressão nos pontos A e B. Se a pressão for a mesma pode-se usar a fórmula ara calcular a pressão em A usamos a Equação de Clapeyron : Deve-se transformar o volume de m³ para litros, pois o trabalho é pedido em cal. (m³ = l A B A B n R atm atm 9 * Como a pressão permanece constante usaremos a fórmula para determinar o trabalho AB : ressão: atm : l AB AB cal ara calcular a potência precisamos: ot ara calcular o trabalho basta encontrar a área do gráfico, lembrando: A pressão está em a e deve ser transformada em N/m². (a N/m² O volume está em cm³ e deve ser transformado em m³. ( cm³ = m³ Deve-se multiplicar o trabalho por, que é o número de ciclos por segundo. Calculando o rabalho: ( Calculando a potência: ot t ( ot W Opção A
7 Exercício ermodinâmica (com solução comentada ara calcular o trabalho basta encontrar a área do gráfico (paralelogramo: Mais uma questão em que a atenção às unidades de medida é fundamental: A pressão está em ka e deve ser transformada em N/m²: A paralelogramo = base x altura ( (ka = a N/m² O volume está em l e deve ser transformado em m³. ( l = m³ ara calcular o trabalho basta encontrar a área do gráfico (triangulo: ( (,
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