Logo Passei Direto
Buscar

Termodinâmica

Outros
6. (ITA 2009) Três processos compõem o ciclo termodinâmico ABCA mostrado no diagrama P × V da figura. O processo AB ocorre a temperatura constante. O processo BC ocorre a volume constante com decréscimo de 40 J de energia interna e, no processo CA, adiabático, um trabalho de 40 J é efetuado sobre o sistema. Sabendo-se também que em um ciclo completo o trabalho total realizado pelo sistema é de 30 J, calcule a quantidade de calor trocado durante o processo AB.

User badge image
Aprimorando com Questões

há 2 anos

User badge image
Aprimorando com Questões

há 2 anos

F5_-_Lista_19_-_1_lei_da_termodinâmica
2 pág.

F5_-_Lista_19_-_1_lei_da_termodinâmica

Respostas

User badge image

Ed Verified user icon

há 2 anos

Para calcular a quantidade de calor trocado durante o processo AB, podemos utilizar a primeira lei da termodinâmica, que estabelece que a variação da energia interna de um sistema é igual à soma do calor trocado com o ambiente e do trabalho realizado pelo sistema. Assim, temos que: ΔU = Q - W Onde: ΔU = variação da energia interna do sistema Q = calor trocado com o ambiente W = trabalho realizado pelo sistema No processo AB, a temperatura é constante, o que significa que não há variação da energia interna do sistema. Portanto, temos que: ΔU = 0 Além disso, sabemos que o trabalho total realizado pelo sistema em um ciclo completo é de 30 J. Como o processo CA é adiabático, não há troca de calor com o ambiente, o que significa que todo o trabalho realizado nesse processo é convertido em energia interna do sistema. Assim, temos que: W_CA = -40 J ΔU_CA = -40 J Já no processo BC, ocorre uma diminuição de 40 J na energia interna do sistema, o que significa que o trabalho realizado pelo sistema é igual a -40 J. Como o processo ocorre a volume constante, não há troca de calor com o ambiente. Assim, temos que: W_BC = -40 J ΔU_BC = -40 J Substituindo esses valores na equação da primeira lei da termodinâmica, temos: Q_AB = ΔU + W_AB Q_AB = 0 + W_AB Q_AB = W_AB Como o trabalho total realizado pelo sistema em um ciclo completo é de 30 J, temos que: W_AB + W_BC + W_CA = 30 J W_AB - 40 + (-40) = 30 J W_AB = 110 J Portanto, a quantidade de calor trocado durante o processo AB é de 110 J.

Essa resposta te ajudou?

0
Dislike0
left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar essa resposta. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

Ainda com dúvidas?

Envie uma pergunta e tenha sua dúvida de estudo respondida!

Essa pergunta também está no material:

F5_-_Lista_19_-_1_lei_da_termodinâmica
2 pág.

F5_-_Lista_19_-_1_lei_da_termodinâmica

Mais perguntas desse material

1. (IME 2017) Um gás ideal e monoatômico contido em uma garrafa fechada com 0,1 m³ está inicialmente a 300 K e a 100 kPa Em seguida, esse gás é aquecido, atingindo 600 K. Nessas condições, o calor fornecido ao gás, em kJ, foi:

A. ( ) 5
B. ( ) 10
C. (X) 15
D. ( ) 30
E. ( ) 45

2. (ITA 2011) Uma bolha de gás metano com volume de 10 cm3 é formado a 30 m de profundidade num lago. Suponha que o metano se comporta como um gás ideal de calor específico molar CV = 3R e considere a pressão atmosférica igual a 105 N/m2. Supondo que a bolha não troque calor com a água ao seu redor, determine seu volume quando ela atinge a superfície.

3. (ITA 2015) Numa expansão muito lenta, o trabalho efetuado por um gás num processo adiabático é 1 1 11 12 2 1 PV W (V V ), em que P, V e T são, respectivamente, a pressão, o volume e a temperatura do gás, e γ uma constante, sendo os subscritos 1 e 2 representativos, respectivamente, do estado inicial e final do sistema. Lembrando que PVγ é constante no processo adiabático, esta fórmula pode ser reescrita deste modo:
A. (X) ( ) ( )/( 1) 1 1 2 2 1 2 1 1 2 P V V T / T ln T / T / ln V / V γ γ− −   
B. ( ) ( ) ( )/( 1) 2 1 2 2 1 2 1 2 1 P V V T / T ln T / T / ln V / V γ γ− −   
C. ( ) ( ) ( )/( 1) 2 1 2 2 1 2 1 1 2 P V V T / T ln T / T / ln V / V γ γ− −   
D. ( ) ( ) ( )/( 1) 1 1 2 2 1 2 1 2 1 P V V T / T ln T / T / ln V / V γ γ− −   
E. ( ) ( ) ( )/( 1) 2 1 2 2 1 1 2 2 1 P V V T / T ln T / T / ln V / V γ γ− −   

4. (ITA 2013) Um mol de um gás ideal sofre uma expansão adiabática reversível de um estado inicial cuja pressão é Pi e o volume é Vi para um estado final em que a pressão é Pf e o volume é Vf. Sabe-se que p vC Cγ = é o expoente de Poisson, em que Cp e Cv são os respectivos calores molares a pressão e a volume constantes. Obtenha a expressão do trabalho realizado pelo gás em função de Pi, Vi, Pf, Vf e .γ

5. (ITA 2008) Certa quantidade de oxigênio (considerado aqui como gás ideal) ocupa um volume Vi a uma temperatura Ti e pressão pi. A seguir, toda essa quantidade é comprimida, por meio de um processo adiabático e quase estático, tendo reduzido o seu volume para Vf = Vi/2. Indique o valor do trabalho realizado sobre esse gás.

A. ( ) ( ) ( )= −0,7 i i 3 W p V 2 1 2
B. ( ) ( ) ( )= −0,7 1 i 5 W p V 2 1 2
C. (X) ( ) ( )= −0,4 i i 5 W p V 2 1 2
D. ( ) ( ) ( )= −1,7 i i 3 W p V 2 1 2
E. ( ) ( ) ( )= −1,4 i i 5 W p V 2 1 2

7. (IME 2013) A figura acima representa um sistema, inicialmente em equilíbrio mecânico e termodinâmico, constituído por um recipiente cilíndrico com um gás ideal, um êmbolo e uma mola. O êmbolo confina o gás dentro do recipiente. Na condição inicial, a mola, conectada ao êmbolo e ao ponto fixo A, não exerce força sobre o êmbolo. Após 3520 J de calor serem fornecidos ao gás, o sistema atinge um novo estado de equilíbrio mecânico e termodinâmico, ficando o êmbolo a uma altura de 1,2 m em relação à base do cilindro. Determine a pressão e a temperatura do gás ideal:
a) na condição inicial;
b) no novo estado de equilíbrio.

8. (ITA 2013) A figura mostra um sistema, livre de qualquer força externa, com um êmbolo que pode ser deslocado sem atrito em seu interior. Fixando o êmbolo e preenchendo o recipiente de volume V com um gás ideal a pressão P, e em seguida liberando o êmbolo, o gás expande-se adiabaticamente. Considerando as respectivas massas mc, do cilindro, e me, do êmbolo, muito maiores que a massa mg do gás, e sendo γ o expoente de Poisson, a variação da energia interna ΔU do gás quando a velocidade do cilindro for vc é dada aproximadamente por

A. ( ) 3PV 2.γ
B. ( ) ( )( )3PV 2 1 .γ −
C. (X) ( ) ( )2 c e c em m m v 2m .− +
D. ( ) ( ) 2 c e cm m v 2.− +
E. ( ) ( ) ( )2 e e c c cm m m v 2m .− +

1. (IME 2017) Um gás ideal e monoatômico contido em uma garrafa fechada com 0,1 m³ está inicialmente a 300 K e a 100 kPa Em seguida, esse gás é aquecido, atingindo 600 K. Nessas condições, o calor fornecido ao gás, em kJ, foi:

A. ( ) 5
B. ( ) 10
C. (X) 15
D. ( ) 30
E. ( ) 45

5. (ITA 2008) Certa quantidade de oxigênio (considerado aqui como gás ideal) ocupa um volume Vi a uma temperatura Ti e pressão pi. A seguir, toda essa quantidade é comprimida, por meio de um processo adiabático e quase estático, tendo reduzido o seu volume para Vf = Vi/2. Indique o valor do trabalho realizado sobre esse gás.

A. ( ) ( ) ( )= −0,7 i i 3 W p V 2 1 2
B. ( ) ( ) ( )= −0,7 1 i 5 W p V 2 1 2
C. (X) ( ) ( )= −0,4 i i 5 W p V 2 1 2
D. ( ) ( ) ( )= −1,7 i i 3 W p V 2 1 2
E. ( ) ( ) ( )= −1,4 i i 5 W p V 2 1 2

Mais conteúdos dessa disciplina