Num ciclo de Carnot a expansão isotermica

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Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
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Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 22 – Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica 
1 
 
 
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE 
JANEIRO, 1996. 
 
 
FÍSICA 2 
 
 
CAPÍTULO 22 - ENTROPIA E A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA 
 
10. Num ciclo de Carnot, a expansão isotérmica de um gás ideal acontece a 400 K e a compressão 
isotérmica a 300 K. Durante a expansão, 500 cal de calor são transferidas pelo gás. Calcule (a) o 
trabalho realizado pelo gás durante a expansão isotérmica; (b) o calor rejeitado pelo gás durante 
a compressão isotérmica e (c) o trabalho realizado pelo gás durante a compressão isotérmica. 
 (Pág. 258) 
Solução. 
Considere o seguinte esquema da situação: 
 
(a) A expansão isotérmica corresponde à etapa 1 do ciclo. Nessa etapa, a variação de energia interna 
do sistema é zero. Logo: 
 int,1 1 1 0E Q W∆ = − = 
 1 1W Q= 
O problema forneceu o calor transferido durante a expansão do sistema, que corresponde às etapas 1 
e 2. Mas a etapa 2 é adiabática, o que implica em Q2 = 0. Logo: 
 1 500 calW = 
(b) Num ciclo de Carnot, temos: 
 Q Q
F F
Q T
Q T
= 
O que no presente problema corresponde a: 
 1 1
3 3
Q T
Q T
= 
 ( )( )
( )
1 3
3
1
500 cal 300 K
375 cal
400 K
Q T
Q
T
= = = 
 3 375 calQ = − 
(c) A etapa 3 também é isotérmica, logo: 
 int,3 3 3 0E Q W∆ = − = 
 3 3W Q= 
p
V
T3
T1
1
2
3
4
Q1
Q3
Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
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Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 22 – Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica 
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 3 375 calW = − 
 
	Solução.