(1,0 ponto) Um gás ideal sofre um processo termodinâmico no qual seu volume aumenta de
para
enquanto a pressão decresce linearmente de
para
. (a) Represente graficamente o processo no diagrama PV. (b) Calcule o trabalho realizado pelo gás. (c) Sabendo que o calor trocado foi
, determine a variação de energia interna.
Passo 1
O enunciado descreve um gás ideal que passa de volume inicial
a volume final
enquanto a pressão varia linearmente de
a
. Precisamos:
– (a) desenhar o processo no diagrama ;
– (b) calcular o trabalho ;
– (c) usar a 1.ª lei da termodinâmica com
.
– (a) desenhar o processo no diagrama
– (b) calcular o trabalho
– (c) usar a 1.ª lei da termodinâmica
Passo 2
Para representar o processo no diagrama
, traçamos no plano:
– eixo horizontal o volume de
a
;
– eixo vertical a pressão de
a
.
Como a pressão decresce linearmente, basta ligar o ponto ao ponto
por uma reta.
– eixo horizontal o volume
– eixo vertical a pressão
Como a pressão decresce linearmente, basta ligar o ponto
Passo 3
Para calcular o trabalho, note que numa variação de pressão linear em
vale a regra do trapézio:
Passo 4
Substituindo os valores:
Passo 5
Pela 1.ª lei da termodinâmica,
Resposta
(a) No diagrama
, reta ligando
a
.
(b)
(c)
(b)
(c)