Questão 2 - Um gás é submetido a um ciclo termodinâmico constituído por três processos. Processo 1-2: compressão com
cte, a partir de
bar,
.
Processo 2-3: pressão constante para V3 = V1.
Processo 3-1: volume constante,
Não há alterações significativas na cinética ou na energia potencial. Determinar a transferência de calor e o trabalho para o Processo 2-3, em KJ. Este ciclo é representado por qual tipo de ciclo?
Processo 3-1: volume constante,
Não há alterações significativas na cinética ou na energia potencial. Determinar a transferência de calor e o trabalho para o Processo 2-3, em KJ. Este ciclo é representado por qual tipo de ciclo?
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo termodinâmico de três processos sobre um gás ideal, sendo:
1–2: compressão isotérmica ( constante), com
,bar,
,
,
,
e
.
2–3: expansão isobárica até .
3–1: processo isocórico, com ,J.
Queremos e
(em kJ) e identificar o tipo de ciclo.
1–2: compressão isotérmica (
2–3: expansão isobárica até
3–1: processo isocórico, com
Queremos
Passo 2
Primeiro determinamos a pressão em 2. Como o processo 1–2 é isotérmico, vale
Logo
Passo 3
No processo 2–3, a pressão é constante em
,Pa e o volume varia de
a
,
.
O trabalho é
O trabalho é
Para o calor, usamos a primeira lei no trecho 2–3:
Como
e
,J, temos
Mas
,J, ou seja
Logo
Passo 4
O ciclo é composto por:
– 1–2: isotérmico,
– 2–3: isobárico,
– 3–1: isocórico.
Não corresponde a Otto, Diesel, Stirling ou Ericsson tradicionais; trata-se de um ciclo genérico de três etapas (isotérmica + isobárica + isocórica).
– 1–2: isotérmico,
– 2–3: isobárico,
– 3–1: isocórico.
Não corresponde a Otto, Diesel, Stirling ou Ericsson tradicionais; trata-se de um ciclo genérico de três etapas (isotérmica + isobárica + isocórica).
Resposta
O ciclo é um ciclo termodinâmico de três processos (isotérmico + isobárico + isocórico).