3- Quais os casos especiais da 1^circ lei da termodinâmica?

Passo 1

A questão pede para identificarmos os casos especiais da primeira lei da termodinâmica. O conteúdo é termodinâmica básica e vamos precisar dos conceitos de calor Q, trabalho W e energia interna U, além da forma geral da 1ª lei.

Passo 2

A forma geral da primeira lei é dada por De, onde De é a variação da energia interna, Q o calor trocado pelo sistema e W o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 3

No processo isocórico (volume constante) temos De, logo o trabalho W = p,De. Assim,
De

Passo 4

No processo isobárico (pressão constante) temos p=const, então
W = p,De

Passo 5

No processo isotérmico (temperatura constante) para gás ideal vale De. Daí
Q = W,

Passo 6

No processo adiabático não há troca de calor ( Q = 0), portanto
De

Passo 7

No processo cíclico o sistema retorna ao estado inicial, o que implica De. Logo
Q = W

Resposta

Os casos especiais da 1ª lei da termodinâmica são:
  1. Processo isocórico ( W=0, De)
  2. Processo isobárico ( p=const, Q=De)
  3. Processo isotérmico ( T=const, De, Q=W)
  4. Processo adiabático ( Q=0, De)
  5. Processo cíclico ( De, Q=W)

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