Assinale as afirmativas corretas e justifique as incorretas.
A) A variação de entalpia é igual ao calor fornecido ao sistema, a pressão constante desde que o sistema não efetue trabalho além da expansão).
B) A variação de energia interna é igual ao calor realizado pelo sistema quando o volume for constante.
C) O coeficiente angular de uma curva de entalpia contra a temperatura, a pressão constante, é a capacidade calorífica a pressão constante.
D) O trabalho efetuado em uma expansão adiabática de um gás perfeito é proporcional à diferença de volume entre os estados final e inicial.
A) A variação de entalpia é igual ao calor fornecido ao sistema, a pressão constante desde que o sistema não efetue trabalho além da expansão).
B) A variação de energia interna é igual ao calor realizado pelo sistema quando o volume for constante.
C) O coeficiente angular de uma curva de entalpia contra a temperatura, a pressão constante, é a capacidade calorífica a pressão constante.
D) O trabalho efetuado em uma expansão adiabática de um gás perfeito é proporcional à diferença de volume entre os estados final e inicial.
Passo 1
O enunciado apresenta quatro afirmações sobre termodinâmica de gases ideais envolvendo variações de entalpia
, energia interna
, capacidade calorífica e trabalho em processo adiabático. Vamos usar os seguintes conceitos:
. Definição de entalpia
e, em transformação a pressão constante sem trabalho não-PV, vale
.
. Primeira lei da termodinâmica
. Em volume constante,
, logo
.
. Capacidade calorífica a pressão constante
Passo 2
A) “A variação de entalpia é igual ao calor fornecido ao sistema, a pressão constante desde que o sistema não efetue trabalho além da expansão.”
Como em processo a pressão constante sem trabalho não-PV temos
Como em processo a pressão constante sem trabalho não-PV temos
essa afirmação está correta.
Passo 3
B) “A variação de energia interna é igual ao calor realizado pelo sistema quando o volume for constante.”
Em volume constante , de modo que
Em volume constante
Portanto, a afirmação está correta (considerando “calor realizado pelo sistema” como calor trocado a favor do sistema).
Passo 4
C) “O coeficiente angular de uma curva de entalpia contra a temperatura, a pressão constante, é a capacidade calorífica a pressão constante.”
Pela definição de capacidade calorífica a pressão constante, temos
Pela definição de capacidade calorífica a pressão constante, temos
Logo, essa afirmação está correta.
Passo 5
D) “O trabalho efetuado em uma expansão adiabática de um gás perfeito é proporcional à diferença de volume entre os estados final e inicial.”
Num processo adiabático reversível de gás ideal,
Num processo adiabático reversível de gás ideal,
essa integral não gera uma relação linear em
. Portanto, a afirmação é incorreta.
Resposta
As afirmativas corretas são A, B e C. A afirmativa D está incorreta porque o trabalho adiabático de um gás ideal não é simplesmente proporcional a
.