Responda ou elabore de forma concisa os seguintes itens com suas próprias palavras (15%):
b) A relação Calor, Trabalho e Energia Armazenada num sistema para processos cíclicos.
b) A relação Calor, Trabalho e Energia Armazenada num sistema para processos cíclicos.
Passo 1
Então, a gente precisa entender como o calor, o trabalho e a energia armazenada se relacionam em processos que começam e terminam no mesmo estado, ou seja, processos cíclicos. Vamos usar conceitos básicos da termodinâmica pra resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o calor. Calor é a energia transferida entre o sistema e o ambiente devido a uma diferença de temperatura. Quando um sistema absorve calor, sua energia interna pode aumentar.
Passo 3
Agora, o trabalho. Trabalho é a energia transferida quando uma força age sobre o sistema e causa um deslocamento. Por exemplo, quando um gás expande e empurra um pistão, ele realiza trabalho sobre o ambiente.
Passo 4
A energia armazenada, ou energia interna, de um sistema é a energia total que está contida nele, incluindo a energia das partículas que o compõem. Em um processo cíclico, o sistema volta ao seu estado inicial, então a variação da energia interna é zero.
Passo 5
Em processos cíclicos, a primeira lei da termodinâmica nos diz que a variação da energia interna (
) é igual ao calor (
) menos o trabalho (
) realizado:
Como
em um ciclo, temos:
Isso significa que o calor fornecido ao sistema é igual ao trabalho que ele realiza.
Resposta
Em processos cíclicos, a energia interna do sistema não muda, então o calor absorvido pelo sistema é igual ao trabalho que ele realiza. Ou seja,
.