(Oliveira) Um gás ideal passa de um estado inicial A cuja pressão é
e o volume é
para um estado final B cuja pressão é
e o volume é
, através de dois processos diferentes compostos por : a) espansão isotérmica até um ponto C seguido de aumento isocórico da pressão, b) uma compressão isotérmica até um ponto D e posterior expansão isobárica. Represente os dois processos no diagrama de Clapeyron. Ache o volume e a pressão do ponto C e do ponto D. Para cada processo, calcule para cada parte o trabalho realizado, o calor absorvido e a variação de energia interna.
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos um gás ideal que vai do estado A com
até o estado B com
. Pelo gás ideal,
Vamos traçar no diagrama
–
dois caminhos:
a) A C isotérmico a
, depois C
B isocórico;
b) A D isotérmico a
, depois D
B isobárico.
Para cada trecho calcularemos o trabalho (feito pelo gás), o calor
e a variação de energia interna
, usando
a) A
b) A
Para cada trecho calcularemos o trabalho
e a
ª lei
.
Passo 2
Encontrar o ponto C (fim da isotérmica em
e início da isocórica): como o segundo trecho é isocórico até
, temos
No diagrama
–
, A
C é uma curva isotérmica decrescente, depois C
B é uma vertical até
.
Passo 3
Encontrar o ponto D (fim da isotérmica em
e início da isobárica): como o segundo trecho é isobárico em
, temos
No diagrama, A
D é isotérmica decrescente, depois D
B é uma reta horizontal até
.
Passo 4
Processo (a
) A
C isotérmico a
:
Passo 5
Processo (a
) C
B isocórico em
:
Passo 6
Processo (b
) A
D isotérmico a
:
Passo 7
Processo (b
) D
B isobárico em
:
Resposta
Ponto C:
Ponto D:
Trabalhos, calores e variações de energia interna:
(a
) isotérmico A
C:
(a
) isocórico C
B:
(b
) isotérmico A
D:
(b
) isobárico D
B: