Exercícios Resolvidos de 1ª Lei da Termodinâmica

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Enunciado

Sobre um gás confinado em condições ideais podemos afirmar corretamente que:

a) numa compressão isotérmica o gás cede calor para o ambiente.b) aquecendo o gás a volume constante sua energia interna permanece constante.c) numa expansão adiabática, a temperatura do gás aumenta.d) numa expansão isobárica, a temperatura do gás diminui.

Passo 1

Faaaala aí! Vamos começar com nosso exercício sobre a primeira lei da termodinâmica!

Bom, questãozinha super teórica pra gente se familiarizar com os tipos de expansão e compressão que estudamos nessa matéria!

Primeiro vamos relembrar a primeira lei da termodinâmica

Q = W + Δ U

Agora vamos analisar cada item do enunciado, começando pela letra a)

a) numa compressão isotérmica o gás cede calor para o ambiente.

Quando temos uma compressão isotérmica, a temperatura é constante.

Como a variação da energia interna ( Δ U ) depende apenas da variação da temperatura, e não há variação da temperatura na transformação isotérmica, então a variação de energia interna é zero ( Δ U = 0 ) , com isso temos

Q = W

Como temos uma compressão → W < 0 , logo Q < 0 então o gás está cedendo calor para o ambiente.

Verdadeira.

Passo 2

b) aquecendo o gás a volume constante sua energia interna permanece constante.

Se olharmos para a fórmula do trabalho

W = p ⋅ Δ V

Podemos ver que o trabalho depende da variação do volume. Como nesse item o volume é constante, então o trabalho tem que ser zero

W = 0

Pela primeira lei da termodinâmica

Q = Δ U + W

Então, quando aquecemos a volume constante

Q = Δ U

E como estamos aquecendo o gás, então a temperatura aumenta. Logo, a variação da energia interna tem que ser maior que zero

Δ U > 0

Como Δ U > 0 , então Q > 0 .

Falsa.

Passo 3

c) numa expansão adiabática, a temperatura do gás aumenta.

Nas expansões adiabáticas não há troca de calor entre o sistema e o ambiente.

Δ U + W = 0

Δ U = - W

Como temos uma expansão,

W > 0 → Δ U < 0

Então, a energia interna diminui, logo a pressão e a temperatura diminuem

Falsa.

Passo 4

d) numa expansão isobárica, a pressão do gás diminui.

Em uma transformação isobárica, a pressão do sistema gasoso mantém-se constante.

Falsa

Resposta

  1. numa compressão isotérmica o gás cede calor para o ambiente.