Quando um gás vai do estado a até o estado b ao longo do caminho a c h, 90J são absorvidos pelo gás na forma de calor e um trabalho de 60J é realizado pelo sistema. b) Quando o sistema retorna do estado b para o estado a ao longo do processo curvo, o valor absoluto do trabalho realizado pelo sistema é igual a 35J. O sistema absorve ou libera calor? Qual o valor deste calor?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um gás que faz um ciclo, indo do estado a para b e voltando para a. No caminho de b para a, o trabalho realizado pelo sistema é de 35J (valor absoluto). Precisamos descobrir se o sistema absorve ou libera calor nesse processo e quanto é esse calor. Para resolver isso, vamos usar a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona calor e trabalho em sistemas.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a Primeira Lei da Termodinâmica, que diz:
De
Aqui, De é a variação da energia interna, Q é o calor trocado e W é o trabalho realizado pelo sistema. Em um ciclo completo, como o que estamos analisando, a variação da energia interna ( De) é zero porque o sistema retorna ao estado inicial. Assim, temos:
Qtotal = Wtotal
Isso significa que a soma dos calores trocados é igual à soma dos trabalhos realizados durante todo o ciclo.

Passo 3

Vamos aplicar isso aos processos que temos:
  1. Do estado a para b:
    • Calor absorvido ( Qab) = 90 J
    • Trabalho realizado pelo sistema ( Wab) = 60 J
  2. Do estado b para a:
    • Trabalho realizado pelo sistema ( Wba) = 35 J (valor absoluto dado)
    • Calor trocado ( Qba) = ?
Queremos encontrar Qba.

Passo 4

Usando a relação da Primeira Lei para o ciclo completo:
Qab + Qba = Wab + Wba
Substituindo os valores que temos:
90,J + Qba = 60,J + 35,J
90,J + Qba = 95,J

Passo 5

Isolando Qba:
Qba = 95,J - 90,J
Qba = 5,J

Passo 6

Agora, interpretamos o sinal de Qba:
  • Qba > 0: Sistema absorve calor.
  • Qba < 0: Sistema libera calor.
Como Qba = 5,J é positivo, o sistema absorve 5 Joules de calor durante o processo de b para a.

Resposta

O sistema absorve 5 J de calor.

Exercícios relacionados