Um mol de um gás mon vatômico (
) sob uma pressão de 4 atm sofre uma expansão isobárica de 4 L para 12 L . Depo s é resfriado a volume constante até a pressão ser reduzida a 1 atm. Em seguida é comprimido de fo ma direta até chegar no ponto inicial. Preencha a tabela, Coloque a unidade de medida que você usou.
T
total
W total
Q total
Rendim.
1
2
3
T |
|
W total | Q total | Rendim. | |
1 | |||||
2 | |||||
3 |
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo termodinâmico com 1 mol de gás monoatômico (
) que passa por três processos:
- Expansão isobárica de
, até . - Resfriamento isocórico em
de até . - Compressão de retorno de
a seguindo um caminho linear no diagrama .
Para resolver vamos:
- Calcular as temperaturas nos estados 1, 2 e 3 via equação de estado
. - Aplicar
. - Calcular o trabalho
em cada processo e em seguida . - Por fim, achar o trabalho líquido do ciclo e a eficiência
.
Passo 2
Calcular as temperaturas usando
com
mol e
:
Passo 3
Processo 1 (isobárico):
- Trabalho
- Trabalho
- Variação de energia interna
- Calor
Passo 4
Processo 2 (isocórico):
- Trabalho
- Trabalho
- Variação de energia interna
- Calor
Passo 5
Processo 3 (caminho linear
):
- Equação da reta em :
- Equação da reta em
- Trabalho
- Variação de energia interna
- Calor
Passo 6
Trabalho e calor líquidos do ciclo:
Como
,
.
A eficiência do ciclo (calor recebido somente em processo 1) é
A eficiência do ciclo (calor recebido somente em processo 1) é
Resposta
Segue a tabela com as unidades: