Considere os 3 processos práticos-reais
(i) aquecimento da água no vidro de remédio com canudo;
(ii) aquecimento do ar na bexiga;
(iii) compressão do ar na seringa.
a-) Discuta como você representaria cada um destes três processos em diagramas pressão-volume. Há alguma variável de estado constante durante o processo? Quais (justifique)? Quais
(i) aquecimento da água no vidro de remédio com canudo;
(ii) aquecimento do ar na bexiga;
(iii) compressão do ar na seringa.
a-) Discuta como você representaria cada um destes três processos em diagramas pressão-volume. Há alguma variável de estado constante durante o processo? Quais (justifique)? Quais
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. A gente tem três processos práticos reais:
- Aquecimento da água no vidro de remédio com canudo;
- Aquecimento do ar na bexiga;
- Compressão do ar na seringa.
A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, mais especificamente os diagramas pressão-volume (P-V). Para resolver isso, vamos precisar entender como cada processo se comporta em termos de pressão e volume, e identificar se alguma variável permanece constante durante esses processos.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o diagrama P-V. Esse diagrama mostra a relação entre a pressão § e o volume (V) de um gás durante um processo. Cada processo vai traçar um caminho diferente nesse diagrama dependendo de como a pressão e o volume mudam.
Passo 3
Vamos analisar cada processo:
(i) Aquecimento da água no vidro de remédio com canudo
Quando a água esquenta, ela se expande, ocupando mais espaço. No caso do vidro com canudo, o aumento de temperatura faz com que o ar dentro do canudo se expanda, aumentando o volume. Se o sistema estiver fechado e sem troca de massa, a pressão pode aumentar.
Diagrama P-V: O caminho vai mostrar um aumento tanto na pressão quanto no volume, provavelmente uma linha ascendente.
Variável constante: Se a pressão não muda muito, poderíamos considerar um processo isobárico (pressão constante), mas geralmente a pressão aumenta com o aquecimento.
(ii) Aquecimento do ar na bexiga
Quando a bexiga esquenta, o ar interno também se expande. A bexiga é flexível, permitindo que o volume aumente. Se a temperatura aumenta e a bexiga pode expandir livremente, a pressão interna pode permanecer mais ou menos constante.
Diagrama P-V: O caminho seria uma linha horizontal, indicando volume aumentando com pressão constante.
Variável constante: Pressão permanece constante, caracterizando um processo isobárico.
(iii) Compressão do ar na seringa
Compressão envolve diminuir o volume do ar dentro da seringa. Se você empurra o êmbolo rapidamente, a temperatura pode aumentar (adiabático). Se for mais devagar e permitir troca de calor, pode ser isotérmico.
Diagrama P-V: Uma linha que desce da direita para a esquerda, indicando aumento de pressão com diminuição do volume.
Variável constante: Se for isoterma, a temperatura permanece constante. Se for adiabático, nenhuma troca de calor ocorre, mas nenhuma variável específica permanece constante.
Resposta
Resumindo, nos diagramas pressão-volume:
- Aquecimento da água no vidro com canudo: Aumento de pressão e volume, sem variável constante clara.
- Aquecimento do ar na bexiga: A pressão permanece constante enquanto o volume aumenta (processo isobárico).
- Compressão do ar na seringa: Aumento da pressão com diminuição do volume, podendo ter temperatura constante se for isotérmico.