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Unidade I FUNDAMENTOS DA TERMODINÂMICATERMODINÂMICA Prof. Dr. Francisco Xavier Sevegnani Temperatura Importância da temperatura - Áreas: Metalúrgica – produção de ligas metálicas. Médica – esterilização de instrumentos. Ambiental clima aquecimento global Ambiental – clima, aquecimento global. Nutricional – conservação de alimentos. Espacial – sobrevivência em outros planetas. Interação térmica: é a ação mútua entre ç ç corpos em estados térmicos distintos quando postos em presença um do outro. Temperatura Ex.: panela com água fria levada ao fogo. Interação entre a chama e a água. Equilíbrio térmico – corpos em estados térmicos diferentes quando colocados em contato, em ambiente reservado, após certo tempo, atingem o equilíbrio térmico (mesma temperatura). Lei zero da termodinâmica “Dois corpos em equilíbrio térmico com um terceiro estão em equilíbrioum terceiro estão em equilíbrio térmico entre si”. Temperatura Termômetros Termômetros são dispositivos mediante os quais se determinam temperaturas. Substância termométrica (mercúrio, gás, resistência elétrica, cor etc.) – exibe umaresistência elétrica, cor etc.) exibe uma propriedade física (variação do comprimento, volume, resistência, pressão etc.) que varia mensuravelmente com o estado térmico. “Lei de correspondência” – dependênciaLei de correspondência dependência funcional entre a propriedade física e a temperatura. Temperatura Ex.: termômetro de gás a volume constante Substância termométrica: gás. Propriedade física: pressão do gás. Lei de correspondência: T a b P Temperatura Principais escalas relativas de temperatura Escala Celsius (usada na maioria dos países) – utiliza dois pontos de referência: Ponto de fusão do gelo: 0ºC.Ponto de fusão do gelo: 0 C. Ponto de ebulição da água: 100 ºC. Escala Fahrenheit (usada nos EUA e Reino Unido) – utiliza também dois pontos de referência: Ponto de fusão do gelo: 32ºF. Ponto de ebulição da água: 212ºF. Obs.: estas escalas não pertencem ao Sistema Internacional de Unidades (SI). Temperatura Principal escala absoluta de temperatura William Thompson (Lord Kelvin), físico escocês, em 1854, propôs a escala absoluta Kelvin, usada no SI. Escala Kelvin – utiliza dois pontos deEscala Kelvin utiliza dois pontos de referência: Zero absoluto: 0 K Ponto tríplice da água: 273,16 K Temperatura Ponto tríplice da água Ponto fixo fundamental Coexistência de gelo, água e vapor de água em equilíbrio. Estado físico caracterizado por pressão Estado físico caracterizado por pressão 4,58 (torr) e determinado estado térmico. Célula do ponto tríplice ou poço de Giauque. Temperatura Temperaturas do ponto tríplice: Pode-se construir um termômetro usando se somente um ponto fixo que é Escala Kelvin Escala Celsius Escala Fahrenheit Ttr = 273,16 K tr = 0,0100 ºC tr = 32,02 ºF usando-se somente um ponto fixo, que é o ponto tríplice da água. Temperatura Termômetro a gás a volume constante: É o termômetro padrão. O á t ét i é d O gás termométrico é encerrado em um bulbo. O volume é mantido constante através do tubo flexível. Temperatura Termômetro a gás a volume constante A pressão p é medida com manômetro de mercúrio através do desnível h. , sendo que:hgdpp atm p é a pressão do gás patm é a pressão atmosférica d é a densidade do mercúrio g é a aceleração da gravidade h é o desnível manométrico A temperatura absoluta T é dada pela equação: ptr: pressão do ponto tríplice. 0273,16 lim ( )m tr P T P Temperatura Principais escalas termométricas Escalas relativas: Celsius e Fahrenheit Escala absoluta: Kelvin Celsius Kelvin Fahrenheit 100 ºC 373,15K 212ºF Ponto de vapor, p 0,01 273,16 32,02 Ponto tríplice 0ºC 273,15 32 Ponto do gelo C K F -273,15 0K -459,67 Zero absoluto Temperatura Equações de transformação 32212 32 15,27315,373 15,273 100 FK O OC 3215273 FKC 180 32 100 15,273 100 FKC 15,27315,273 CKouKC 532FC )32( 9 5 180 32 100 FC FC Temperatura Exemplo de aplicação 1 O ponto de solidificação do oxigênio é -218 ºC. Determinar as correspondentes temperaturas em Kelvin e Fahrenheit. Solução: 5 Solução: F F FC 32 5 9 *218 32 9 5 218 32 9 5 KK K CK 15,55 15,273218 15,273 FF F º4,360 324,392 5 Temperatura Exemplo de aplicação 2 Têm-se dois termômetros de mercúrio graduados na escala Celsius, sendo um exato e outro inexato. Quando o inexato indica – 2,0 ºC o correto indica 0,0 ºC; quando a leitura é 71ºC no errado, é 70ºC no correto. Pede-se: a) Estabelecer a equação que dá a leitura correta C em função da leitura errada X.correta C em função da leitura errada X. b) Determinar o estado térmico no qual as leituras nos dois termômetros são iguais. Temperatura Exemplo de aplicação 2 Solução a) Admitamos que a leitura C varie linearmente com a leitura X. Semelhança de triângulos:Semelhança de triângulos: b) C di ã C X t t 2) + (X . 73 70 = C 73 2 + X = 70 C b) Condição C = X, portanto: X46,67ºX 3 140 = X 14031407073 1407073 73 2 + X = 7073 2 + X = 70 XXX XX XC Interatividade Uma família brasileira foi passear na Disney com uma criança de cinco anos. À noite, a criança apresentou uma temperatura de 101,3 graus Fahrenheit. Pergunta-se: a família deve preocupar-se com a saúde da criança? Qual seria a correspondentecriança? Qual seria a correspondente temperatura em graus Celsius? a) Sim, a família deve preocupar-se, pois a temperatura é de 39,5ºC. b) Não, pois a temperatura é de 37,5ºC. ) Si f íli d ic) Sim, a família deve preocupar-se, pois a temperatura é de 38,5ºC. d) Não, pois a temperatura é de 37,0ºC. e) Sim, a família deve preocupar-se pois a temperatura é de 40ºC. Calorimetria Definição de calor: calor é a energia que passa de um corpo mais quente para outro mais frio devido ao desnível térmico entre eles. trabalho Energia em trânsito calor energia cinética contida energia potencial Calorimetria Unidades de calor Caloria: cal Caloria é o calor que, conferido a um grama de água a 14,5 ºC e sob pressão normal, eleva a sua temperatura anormal, eleva a sua temperatura a 15,5 ºC. Uma quilocaloria = kcal = 1000 calorias Joule: J Unidade de calor no Sistema Internacional (SI) 1,0000 cal = 4,1868 J 1,0000 J = 0,2388 cal Calorimetria Calor sensível Quando um corpo “recebe” calor e, ao mesmo tempo, a sua temperatura varia, o calor é dito sensível. Ex.: recipiente com água fria colocado no fogo (a temperatura da água aumenta). Equação fundamental da calorimetria: Q = m c = m c (2 - 1) = C (2 - 1) C = m c = Q/ Q = calor fornecido (cal)Q calor fornecido (cal) m = massa da substância (g) c = calor específico do corpo (cal / gºC) = variação de temperatura (ºC) C = capacidade térmica (cal/ºC) Calorimetria Calor latente Quando um corpo “recebe” calor sem que a sua temperatura varie, o calor é dito latente. Ex.: mudança do estado de agregaçãoEx.: mudança do estado de agregação (fusão, vaporização). Q = m L Q = calor fornecido (cal) m = massa da substância (g) L = calor específico latente (cal/g) Lf = 80 cal/g (fusão do gelo) Lv = 540 cal/g (vaporização da água) Calorimetria Exemplo de aplicação 3 Um bloco de gelo de 400 g está a uma temperatura de -20ºC. Fornece-se calor ao gelo continuamente até que o mesmo se transforme em vapor, a 120ºC. a) Calcular o calor necessário para a transformação citada. b) Fazer um diagrama. Dados: calor específico do gelo c = 0 5 cal / g Co Q) , (calor específico do gelo calor latente de fusão do gelo calor específico da água calor de vaporização da água calor específico do vapor c 0,5 cal / g . Cg Lf = 80 cal / g C. cal/g 1 = c oa cal/g 540 = vL c = 0,5 cal / g . Cv o Calorimetria Solução a) Q = Q + Q + Q + Q + Qgelo fusao água vaporizaçao vapor~ ~ Q = m c ( - ) + mL + m c ( - ) + mL +g g f i gelo f a a f i água v g g g g m c ( - )v v f i vapor Q = 400.0,5. 0 - (-20) + 400.80 + 400.1.(100 - 0) + 400.540 + 400.0,5.(120 - 100) 4000+216000+40000 + 32000 + 4000 = Q kcal296 = cal 296000 = Q Calorimetria Solução b) 120 4 kcal 216 k l vapor )(ºC 100 0 -20 4 kcal 32 kcal 40 kcal Q (kcal) 216 kcal gelo fusão água vaporização Calorimetria Equação calorimétrica – a soma algébrica dos calores sensíveis (Qsensível) e latentes (Qlatente) “recebidos” pelo calorímetro e pelos corpos que ele encerra equivale ao calor que o sistema “recebe” do ambiente (Q)que o sistema “recebe” do ambiente (Q) acrescido do calor de conversão interna (Qc). Qsensível + Qlatente = Q + Qc Calorimetria Observações: 1. Para processos exclusivamente físicos (sem reação química), a equação calorimétrica assume a forma: Qsensível + Qlatente = Q 2 Eventualmente o calor Q “recebido” do2. Eventualmente, o calor Q “recebido” do ambiente pode ser nulo. Nesse caso (calorímetro ideal), temos, para processos físicos: Qsensível + Qlatente = 0 Calorimetria Exemplo de aplicação 4 Um calorímetro de cobre (cCu = 0,095 cal/g°C) de massa 100 g contém 300 g de água à temperatura inicial de 80°C. Introduz-se, no calorímetro, um bloco de ferro (cFe = 0,114 cal/g°C) à temperatura de 5°C. Atinge-se a temperatura de equilíbrio de 40°C. Determinar a massa do bloco de ferro. Calorimetria Solução C Cg cal c gm cobreocalorímetr i cu º80 º 095,0 100 )( C Cg cal c gm quenteágua i º80 º 0,1 300 C Cg cal c gm ferro i Al º5 º 114,0 ? C C f i º40 80 C C f i º40 80 C C f i º40 5 ifcmcmQ 0 ferroáguaocalorímetr QQQ 0540114,0.8040.1.3008040095,0.100 m 099,312000380 m gm m m 75,3102 99,3 12380 1238099,3 Calorimetria Exemplo de aplicação 5 Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém 500 g de água na temperatura de 80ºC. Introduz-se no interior do mesmo 200 g de gelo na temperatura de 30ºCtemperatura de -30ºC. Pedem-se: a) a temperatura de equilíbrio do sistema; b) a massa de gelo a -30ºC a ser introduzida no calorímetro para que, na situação de equilíbrio, o calorímetro contenha q , somente água a 0 ºC. Dados: calor específico da água: 1,0 cal/g. ºC calor específico do gelo: 0,5 cal/g. ºC calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g Calorimetria Solução a) 0,1 500 cal c gm quenteágua C cal c gm gelo Al º 5,0 200 cal L gm gelodofusão f 80 200 º 1 200 Al C cal c gm gelodofriaágua ? º90 º , f i C Cg C C Cg f i Al º0 º30 º , g Lf 80 ? º0 º f i Al C Cg LmQecmQ if 001.20080.200300.5,0.200801.500 ff 020016000300040000500 ff ff 021700 f Cf f º30 700 21000 Calorimetria Solução b) C cal c gm quenteágua º 0,1 500 C cal c m gelo Al º 5,0 ? cal L m gelodofusão f 80 ? C C Cg f i º0 º80 º C C Cg f i Al º0 º30 º gf 080.300.5,0.8001.5000 mm 080.1540000 mm 40000.95 m gm m 05,421 95 40000 Interatividade Calorimetria Um calorímetro de capacidade térmica C contém 100 g de água a 60ºC. Introduz-se na água um corpo de metal a 100ºC, de calor específico 0,050 cal/gºC e massa 60 g. Em seguida, adiciona-se ao sistema gelo a 0ºC (calor latenteadiciona se ao sistema gelo a 0 C (calor latente L = 80 cal/g). Estabelecido o equilíbrio térmico, o sistema contém 240 cm3 de água. Constata-se que ainda há gelo no calorímetro. Despreze as trocas de calor com o ambiente. A capacidade térmica C do calorímetro vale: a) C = 60 5 cal/ºCa) C = 60,5 cal/ºC b) C = 6000,0 cal/ºC c) C = 300,0 cal/ºC d) C = 4900,33 cal/ºC e) C = 81,67 cal/ºC Gases perfeitos Mol Mol é a quantidade de matéria contendo tantas entidades elementares quantos átomos existem em 12,000 g de carbono 12. Número de Avogadro Em um mol de qualquer substância, existem NA = 6,023 . 1023 mol-1 Volume molar normal Em um gás perfeito em condições normaisEm um gás perfeito, em condições normais de temperatura e pressão, um mol ocupa o volume: Vmn = 22,4136. 10-3 m3 Gases perfeitos Gás perfeito – é o gás que segue a equação de Clapeyron e a lei de Joule. Equação de Clapeyron: pV = nRT Sendo que, no sistema internacional SI: p é a pressão do gás (Pascal = P = N/m2) p é a pressão do gás (Pascal = Pa= N/m2) V é o volume do gás (m3) T é a temperatura absoluta (K) n é o número de mols (mol) R é a constante de Clapeyron R é a constante de Clapeyron R = 8,3143 (J/mol . K) Gases perfeitos Constante de Clapeyron R Pode ser calculada em qualquer estado de um corpo de gás perfeito. Ex. para n = 1 mol, p = 101325 Pa, V= 22,4136. 10-3 m322,4136. 10 3 m Número de moles n É o quociente entre o número de nT pV R 15,2731 104136,22101325 3 x xx R molK J R 3143,8 q moléculas N contidas no gás e o número de Avogadro NA. E também pode ser dado por meio do quociente entre a massa m do gás e a massa molecular M do gás. M m N N n A Gases perfeitos Equação da energia interna Propriedades do gás perfeito As moléculas são partículas de volume desprezível. Interagem somente durante uma eventual colisãocolisão. Não há coesão molecular e energia potencial interna. As colisões são perfeitamente elásticas. A energia cinética antes da colisão é igual à energia cinética após a colisão.energia cinética após a colisão. O movimento das partículas é caótico. A somatória da energia cinética da moléculas do gás perfeito representa sua energia interna U, que segue a lei de Joule. Gases perfeitos Lei de Joule “A energia interna de gás perfeito só varia com a temperatura”. U = energia interna do gás TnCU v g g n = número de mols Cv = calor específico molar a volume constante (constante em relação a V ou T) T = temperatura absolutaT temperatura absoluta Todos os gases que existem são chamados de gases reais. Quando extremamente rarefeitos, se comportam como gases perfeitos. Gases perfeitos Equação de calor A troca de calor com o meio externo é calculada por: Para processo isométrico ou a volume nMm M m nTmcQ McCTcnMQ )( Para processo isométrico ou a volume constante: Cv = calor específico molar a volume constante: Para processo isobárico ou a pressão constante: TCnQ TCnQ TCnQ v constante: Cp = calor específico molar a pressão constante Relação de Mayer: TCnQ p RCC vp Gases perfeitos Equação do trabalho Em uma transformação lenta, o volume sofre incremento diferencial dV (dV>0 em expansão, dV<0 em compressão). A posição inicial posição final dV pistão pistão GÁS dx Num deslocamento infinitesimal dx do pistão, o trabalho do sistema sobre o ambiente externo é: GÁS dxFdW . Gases perfeitos F é a força resultante exercida pelas moléculas do gás na superfície de área A. A pressão exercida pelo gás na superfície do pistão é p = F/A, logo: F = p.A dxApdW .. O incremento de volume do gás é: dxApdW .. dxAdV . Portanto, o trabalho fica: dVpdW . Gases perfeitos O trabalho do sistema sobre o ambiente externo desde o estado inicial (p1, V1) até o estado final (p2 , V2) é dado por: 2 1 2,1 V V dVpW Para calcular o trabalho, énecessário conhecer a função p = p(V). Gases perfeitos Diagrama cartesiano (V, p) Trabalho é igual à área sob a curva em valor absoluto. Na expansão, o trabalho é positivo. Na compressão o trabalho é negativo Na compressão, o trabalho é negativo. p p p 1 2 1 W = p.dV 1, 2 v v 2 1 p v v v 2 21 Gases perfeitos Trabalho do gás num processo cíclico: Negativo para ciclo anti-horário. Positivo para ciclo horário. Num ciclo, o trabalho será sempre em valor absoluto igual à área interna dovalor absoluto, igual à área interna do ciclo. Ci l id tid h á i Ciclo percorrido no sentido horário: trabalho positivo. Gases perfeitos Exercício de aplicação 1 Um gás perfeito está com volume V1 e submetido à pressão P1 e à temperatura T1. Deseja-se aumentar sua pressão até P2 sem modificar o seu volume. O calor específico do gás a volume constante é CV = 3R/2. Determine o calor trocado com o ambiente externo nesse processo. Dados: 3 3 2 1 5 10V V m 5 2 2 8 10 N P m 5 1 2 6 10 N P m Solução: )( 2 3 )( 2 3 )( 122,1 122,1122,1 TTRnQ TTRnQTTCnQ v Gases perfeitos Exercício de aplicação 1 RnRnRn Vp TTRnVp RnRnRn Vp TTRnVp 335 22 2222 335 11 1111 10.410.5.10.8 10.310.5.10.6 Rn RnQ RnRn RnQ TTRnQ ) 10.1 ( 2 3 ) 10.310.4 ( 2 3 )( 2 3 3 2,1 33 2,1 122,1 JQ Q Rn 1500 10.1.5,1 2 2,1 3 2,1 Gases perfeitos Exercício de aplicação 2 O diagrama anexo representa transformações sofridas por um gás perfeito com um número de moles n = 1 mol. Determine o trabalho trocado com o ambiente externo nos processos AB ACB e ADBprocessos AB, ACB e ADB. 2 2.5 3 3.5 x 10 5 (N /m 2 ) CA 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 0.5 1 1.5 V(m3) P BD Gases perfeitos Exercício de aplicação 2 JW hbB trapézioÁreaW AB AB 4000 2 02,0.10.4 2 )01,003,0()10.110.3( 2 )( 555 JW WWW volumedevariaçãohánãoW JW ladoxladoretânguloÁreaW ACB CBACACB CB AC AC 600060000 0 6000)01,003,0(.10.3 5 JW WWW volumedevariaçãohánãoW JW ladoxladoretânguloÁreaW ADB DBADADB AD DB DB 200020000 0 2000)01,003,0(.10.1 5 Interatividade Um corpo de gás perfeito com n mols sofre a transformação exibida no diagrama abaixo. O calor, o trabalho e a variação da energia interna na transformação AB, em atm.litro, valem, respectivamente: Dados: Cp = 5R/2, Cv = 3R/2, R = 0,082 atm.l/KDados: Cp 5R/2, Cv 3R/2, R 0,082 atm.l/K a) 140, 90, 50 b) 200, 60, 140 c) 210, 100, 110 d) 240, 96, 144 P (atm) A (800 K) B 8 e) 84, 30, 54 0 4 16 V(l) Primeira lei da termodinâmica Primeira lei da termodinâmica: expressa o princípio da conservação da energia. A diferença entre o calor e o trabalho que um sistema troca com o ambiente externo equivale à variação de sua energia interna. ΔU1,2 = Q1,2 - W1,2 Em que: ΔU1,2 variação da energia interna do sistema Q1,2 calor recebido ou fornecido pelo sistema W1,2 trabalho realizado Primeira lei da termodinâmica Transformações termodinâmicas Cada função p = p(V) corresponde a uma transformação. As possibilidades de transformações termodinâmicas são infinitas. Principais transformações termodinâmicas Transformação isométrica: É a transformação na qual o volume do gás permanece constante. V = constante e dV = 0 No diagrama (v,p), qualquer reta paralela ao eixo da pressão é isométrica. Primeira lei da termodinâmica Transformação isométrica Equação do trabalho: Equação do calor: Equação da energia interna: 02,1 W )( 122,1 TTCnQ v )( 122,1 TTCnU v Equação da energia interna: 1ª lei da termodinâmica: )( 122,1 v 2 , 12 , 12 , 1 W- Q = U 0Q = U 2 , 12 , 1 12222111 VVRTnVPRTnVP Primeira lei da termodinâmica Transformação isobárica É a transformação na qual a pressão do gás permanece constante (p = constante e dp = 0). No diagrama (V,p), qualquer reta paralelaNo diagrama (V,p), qualquer reta paralela ao eixo do volume é isobárica. ÁreaW 2,1 Primeira lei da termodinâmica Transformação isobárica Utilizando a 1ª lei da termodinâmica: Equação da energia interna: 2 , 12 , 12 , 1 W- Q = U )( 122,1 TTCnU v Equação do trabalho: Equação do calor: A li d ã d Cl t )( 122,1 2 1 2 1 VVpdVpdVpW V V V V )( 122,1 TTCnQ p Aplicando a equação de Clapeyron, tem-se: 2 2 1 1 T V T V constante p nR T V nRTpV Primeira lei da termodinâmica Transformação isotérmica É a transformação na qual a temperatura permanece constante (T = cte, dT = 0). No diagrama cartesiano (V,p), as isotermas correspondem a hipérboles, pois pela equação de Clapeyron, tem-se: V cte pctepVnRTpV Primeira lei da termodinâmica Transformação isotérmica 1ª lei da termodinâmica: 2 , 12 , 12 , 1 2 , 12 , 12 , 1 W Q ,0 U W- Q = U entãosendo Equação da energia interna: Equação do trabalho e calor: 0)( 122,1 TTCnU v ln 2 22 2 Vcte dV ctedV cte dVpW V VV V 22112,1 1 2 22 1 2 112,1 1 2 122,1 2,1 ,lnln lnlnln ln 1 11 1 VpVpQ V V Vp V V VpW V V cteVVcteW Vcte V ctedV V dVpW VVV V Primeira lei da termodinâmica Transformação adiabática Nesta transformação, o gás não troca calor com o ambiente externo (Q = 0 e dQ = 0). Equação da transformação adiabáticaEquação da transformação adiabática Cp e Cv são definidos pelo número de á é V cte pctepV v p C C Poissondeexpoente átomos que compõem uma molécula de gás. Para gases monoatômicos: Para gases diatômicos: RCeRC vp 2 3 2 5 RCeRC vp 2 5 2 7 Primeira lei da termodinâmica Transformação adiabática Diagrama cartesiano de uma transformação adiabática: a área debaixo da transformação corresponde, em valor absoluto, ao trabalho trocado com o meio ambiente. Primeira lei da termodinâmica Utilizando a primeira lei da termodinâmica: Equação da energia interna: 2 , 12 , 1 2 , 12 , 1 2 , 12 , 12 , 1 W- = U W- 0 = U W- Q = U Equação do trabalho: )(Cn = U 12v2 , 1 TT 2 1 2 1 2 , 1W V V V V dV V cte dVp 1 W 11222 , 1 VpVp Equação do calor: Equação de Clapeyron e equação adiabática: 0 Q 2 , 1 2 22 1 11 TT VV Primeira lei da termodinâmica Equações da 1ª lei da termodinâmica CARACTERÍSTICA ISOTÉRMICA ISOMÉTRICA ISOBÁRICA ADIABÁTICA Primeira lei da termodinâmica Transformações cíclicas Na transformação cíclica, o estado final do gás coincide com seu estado inicial. A temperatura final é igual à temperatura inicial.inicial. A variação da energia interna do gás é nula. O trabalho no ciclo é igual ao calor no ciclo. 0 cicloU Pela primeira lei da termodinâmica, tem-se: ciclociclociclociclociclociclo WQUWQU 0 Primeira lei da termodinâmica Exercício de aplicação 1 Um corpo de gás perfeito realiza o ciclo esquematizado na figura. A transformação CA é adiabática e TA vale 600 K. Determinar: a) os estados B e C do gás; b) o calor, o trabalho e a variação de energia interna em cada transformação; c) o calor, o trabalho e a variação de energia interna no ciclo. p A (atm) 2 B 12 24 V (1) C A Primeira lei da termodinâmica Exercício de aplicação 1 a) 67,167,1 24.12.2 cCCAA pVPVP BC PatmP 63,081,201 42,63 .2 24 12.2 67,1 67,1 VPVP 2430122 Klatm T VP RnRTnVP A AA AAA /.04,0600 12.2 b) AB transformação isométrica KT TT VP T VP C CC CC A AA 378 24.3,0 600 12.2 KT TT VP T VP B BB BB A AA 189 12.63,0 600 12.2 0W 0 ABW latmRnTTnCQ ABVAB .66,24)411(2 3 04,0)600189( 2 3 )( latmQU ABAB .66,24 Primeira lei da termodinâmica Exercício de aplicação 1 b) BC transformação isobárica latmVVPW BCBBC .56,7)1224(63,0)( latmRnTTnCQ BCpBC .9,18)189(2 5 04,0)189378( 2 5 )( latmRnTTnCU BCVBC .34,11)189(2 3 04,0)189378( 2 3 )( CA transformação adiabática ) Ci l 0CAQ latm VPVP W CCAACA .25,1367,11 24.63,012.2 1 latmWU CACA .254,13 c) Ciclo 0 cicloU 25,1356,70 cicloCABCABciclo WWWWW latmWciclo .69,5 latmWQ ciclociclo .69,5 Interatividade Um corpo de gás perfeito realiza o ciclo termodinâmico conforme o diagrama anexo. A transformação AB é isotérmica, e a BC é adiabática. O trabalho, o calor e a variação da energia interna, no ciclo, em atm l valem respectivamente:atm.l, valem, respectivamente: a) 4,8; 1,5; 2,2 b) -20,26; -20,26; 0 c) -2,406; -2,406; 0 d) 9 24; 6; 3 9 A 6 P (atm) B (600 K) 8 C (800 K) d) 9,24; 6; 3,9 e) 800; 600; 300 3,9 B (600 K) 0 6 9,24 V(l) ATÉ A PRÓXIMA
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