Um sistema percorre um ciclo de potência composto por quatro processos em série, como mostra a tabela a seguir. Determine os dados que faltam na tabela, todos em kJ.
Processo |
|
|
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---|---|---|---|
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-1200 | 0 | |
|
800 | ||
|
-200 | -200 | |
|
400 | 600 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos aqui um exercício de termodinâmica que envolve um ciclo de potência com quatro processos. A tabela mostra algumas variações de energia interna (
), calor trocado (
) e trabalho realizado (
), mas faltam alguns valores. Nosso objetivo é completar esses dados todos em kJ. Para resolver isso, vamos usar a primeira lei da termodinâmica, que diz que
para cada processo. Além disso, como é um ciclo fechado, a soma de todas as variações de energia interna deve ser zero.
Passo 2
Vamos começar pelo processo
. Aqui, já sabemos que
kJ e
kJ. Queremos encontrar
. Usando a primeira lei:
Então, o trabalho feito nesse processo é
kJ.
Passo 3
Agora, vamos para o processo
. Sabemos que
kJ, mas precisamos encontrar
e
. Ainda não temos informações suficientes, então vamos pular esse processo por enquanto e voltar a ele depois.
Passo 4
Vamos para o processo
. Aqui, temos
kJ e
kJ. Podemos usar a primeira lei para encontrar
:
Então, a variação de energia interna nesse processo é
kJ.
Passo 5
Agora, olhamos para o processo
. Sabemos que
kJ e
kJ. Vamos encontrar
:
Então, o calor trocado nesse processo é
kJ.
Passo 6
Voltando ao processo
, agora temos mais informações. Sabemos que ao longo do ciclo fechado, a soma de todas as variações de energia interna deve ser zero:
Agora, podemos usar a primeira lei para encontrar
no processo
:
Então, o trabalho feito nesse processo é
kJ.
Resposta
Completando a tabela, temos:
Processo |
|
|
|
---|---|---|---|
|
-1200 | 0 | 1200 |
|
800 | 800 | 0 |
|
0 | -200 | -200 |
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400 | 1000 | 600 |