Um gas dentreo de uma camara passa pelo processo mostrado no

Prévia do material em texto

Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
________________________________________________________________________________________________________ 
Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 20 – Calor e Primeira Lei da Termodinâmica 
1 
 
 
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE 
JANEIRO, 1996. 
 
 
FÍSICA 2 
 
 
CAPÍTULO 20 – CALOR E PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA 
 
40. Um gás dentro de uma câmara passa pelo processo mostrado no gráfico p-V da Fig. 20-21. 
Calcule o calor total adicionado ao sistema durante um ciclo completo. 
 
 (Pág. 200) 
Solução. 
Num ciclo termodinâmico, tem-se: 
 int 0E Q W∆ = − = 
 AB BC CAQ W W W W= = + + (1) 
Agora precisamos calcular os trabalhos realizados pelo gás nas três etapas do ciclo e substituir em 
(1). O trabalho A → B vale: 
 ( ) ( )
3
3
4,0 m2
( )
1,0 m
20 10 10 10 66,66 J 6,66 J
3 3 3 3
f f
i i
V V
AB VV V
V V VW p dV dV
 = = + = + = − 
  
∫ ∫   (2) 
 60 JABW = 
Na expressão (2), a função p(V) foi construída da relação abaixo, obtida a partir do gráfico fornecido 
no enunciado. 
 30 30 10
4,0 4,0 1,0
p
V
− −
=
− −
 
O trabalho B → C vale: 
 ( ) ( ) ( )3 330 Pa 1,0 m 4,0 mBCW p V  = ∆ = −  
 90 JBCW = − 
O trabalho C → A vale: 
 .0CAW p V p= ∆ = 
 0 JCAW = 
Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
________________________________________________________________________________________________________ 
Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 20 – Calor e Primeira Lei da Termodinâmica 
2 
Logo: 
 ( ) ( )60 J 90 J 0Q = + − + 
 30 JQ = −