variação de energia

Question

Um gás encontra-se confinado em um cilindro por um pistão. A pressão inicial do gás é de 7 bar e seu volume é de 0,10 m&sup3;. O pistão é mantido imóvel por presilhas localizadas na parede do cilindro. O equipamento completo encontra-se a pressão atmosférica de 101,3kPa. Qual é a variação de energia do equipamento, se as presilhas forem removidas de tal forma que o gás se expanda subitamente para o dobro do seu volume inicial?

renan · Answer

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RD Resoluções · Answer

Na resolução deste problema, devemos colocar em prática nossos conhecimento sobre a $1ª$ Lei da Termodinâmica. Para tanto, faremos uso da seguinte equação:

$Q=\tau+\Delta U$,

em que $Q$ é o calor transferido; $\tau$ o trabalho realizado; e $\Delta U$ a variação de energia interna do processo.

No problema em questão, os dados são referentes ao equipamento completo, isto é, o gás, o êmbolo e o cilindro. Neste contexto, não há nenhum trabalho realizado durante o processo, já que nenhuma força externa atua sobre o sistema e não ocorre transferência de calor por meio do vacuo em torno do equipamento. Deste modo, tem-se que $Q=0$ e $\tau=0$. Aplicando tais valores na $1ª$ Lei da Termodinâmica, resulta que:

$\begin{align}
Q&=\tau+\Delta U
\0&=0+\Delta U\Rightarrow\Delta U=0
\end{align}$

Portanto, não há variação de energia no equipamento: $\boxed{\Delta U=0}$.

variação de energia

Termodinâmica

USF

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