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Termodinâmica

O motor de um carro é uma máquina térmica cíclica, e a primeira parte do ciclo termodinâmico de um motor a combustão passa por alguns processos de expansão.


Em um processo termodinâmico hipotético de expansão, um gás passa pelo processo descrito no diagrama pV .

Dados do diagrama abaixo

Eixo y

p (kPa) = 0 até 3


Eixo x

 V (m³) = 0 até 11


A pressão varia de 3 Kpa para 2 Kpa, variando o volume de 3 m³ para 6 m³ . Depois a pressão mantém se constante variando o volume de 6 a 9 m³ . Depois a pressão varia  de 2 kpa para 1 Kpa e variando o volume de 9 para 11 m³.






A.

W = 12,0kJ.

 

 

B.

W = 18,3J.

 

 

C.

W = 16,5kJ.

 

 

D.

W = 18,9kJ.


E.

W = 10,5J.

💡 1 Resposta

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Para calcular o trabalho realizado pelo gás no processo descrito no diagrama pV, é necessário calcular a área sob a curva do diagrama. Dividindo o processo em três partes, temos: 1. Processo isobárico (pressão constante) de 3 kPa para 2 kPa, variando o volume de 3 m³ para 6 m³. A área desse processo é um retângulo de base 3 m³ e altura 1 kPa, logo, o trabalho realizado é W1 = pΔV = 2 kPa x 3 m³ = 6 kJ. 2. Processo isovolumétrico (volume constante) de 6 m³ para 9 m³. Nesse processo, não há variação de volume, logo, o trabalho realizado é zero, W2 = 0. 3. Processo isobárico (pressão constante) de 2 kPa para 1 kPa, variando o volume de 9 m³ para 11 m³. A área desse processo é um retângulo de base 2 m³ e altura 1 kPa, logo, o trabalho realizado é W3 = pΔV = 1 kPa x 2 m³ = 2 kJ. O trabalho total realizado pelo gás é a soma dos trabalhos de cada processo: W = W1 + W2 + W3 = 6 kJ + 0 + 2 kJ = 8 kJ. Portanto, a alternativa correta é a letra C) W = 16,5 kJ.
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