Resfriamento isocórico (isovolumétrico) onde o gás perde de calor.
Calcule e preencha o quadro a seguir com todas as propriedades listadas.
Etapa w / J q/ J
1
2
3
Ciclo

Passo 1

Beleza! Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Estamos lidando com resfriamento isocórico (ou isovolumétrico), onde o gás perde 1,5 kJ de calor. Nosso objetivo é preencher uma tabela com as propriedades dessa etapa, que incluem trabalho ( w ), calor ( q ), variação da energia interna ( De<a U ) e variação da entalpia ( De<a H ).
Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre as leis da termodinâmica, especialmente a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona calor e trabalho com a variação da energia interna. Também vamos tocar na definição de entalpia para processos isocóricos.

Passo 2

Trabalho ( w ) em um processo isocórico
Em um processo isocórico, o volume do sistema não muda. A expressão para o trabalho em processos termodinâmicos é:
w = P De<a V
Onde:
  • P é a pressão
  • De<a V é a variação de volume
Como o volume não muda ( De<a V = 0 ), o trabalho realizado é igual a zero:
w = 0 , J

Passo 3

Calor ( q )
A questão já nos dá o valor do calor perdido pelo gás:
q = -1,5 , kJ = -1500 , J
O sinal negativo indica que o calor está saindo do sistema.

Passo 4

Variação da Energia Interna ( De<a U )
A Primeira Lei da Termodinâmica nos diz que:
De<a U = q + w
Onde:
  • De<a U é a variação da energia interna
  • q é o calor trocado
  • w é o trabalho realizado
Substituindo os valores que já encontramos:
De<a U = -1500 , J + 0 , J = -1500 , J
Isso significa que a energia interna do gás diminuiu em 1500 J.

Passo 5

Variação da Entalpia ( De<a H )
A entalpia ( H ) é definida como:
H = U + PV
A variação da entalpia é então:
De<a H = De<a U + De<a (PV)
Em um processo isocórico para um gás ideal, podemos usar a relação:
De<a H = De<a U + nRDe<a T
Onde:
  • n é a quantidade de mols
  • R é a constante dos gases ( 8,314 , J/(mol·K) )
  • De<a T é a variação de temperatura
Como não temos informações sobre n ou De<a T , não podemos calcular um valor numérico específico para De<a H . Porém, sabemos que a variação da entalpia dependerá da variação de temperatura do sistema.

Resposta

Etapa w / J q / J / J / J
1 0 -1500 -1500 Depende de \Delta T
2
3
Ciclo
## Nota:
  • Etapa 1 corresponde ao processo de resfriamento isocórico fornecido.
  • As outras etapas e o ciclo completo requerem informações adicionais para serem preenchidos completamente.

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