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 De Q W
1-2 -1200 0
2-3 800
3-4 -200 -200
4-1 400 600

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 ( De), calor trocado ( Q) e trabalho realizado ( W), 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 De 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 1-2. Aqui, já sabemos que De kJ e Q = 0 kJ. Queremos encontrar W. Usando a primeira lei:
De
Então, o trabalho feito nesse processo é 1200 kJ.

Passo 3

Agora, vamos para o processo 2-3. Sabemos que Q = 800 kJ, mas precisamos encontrar De e W. Ainda não temos informações suficientes, então vamos pular esse processo por enquanto e voltar a ele depois.

Passo 4

Vamos para o processo 3-4. Aqui, temos Q = -200 kJ e W = -200 kJ. Podemos usar a primeira lei para encontrar De:
De
Então, a variação de energia interna nesse processo é 0 kJ.

Passo 5

Agora, olhamos para o processo 4-1. Sabemos que De kJ e W = 600 kJ. Vamos encontrar Q:
De
Então, o calor trocado nesse processo é 1000 kJ.

Passo 6

Voltando ao processo 2-3, agora temos mais informações. Sabemos que ao longo do ciclo fechado, a soma de todas as variações de energia interna deve ser zero:
De
Agora, podemos usar a primeira lei para encontrar W no processo 2-3:
De
Então, o trabalho feito nesse processo é 0 kJ.

Resposta

Completando a tabela, temos:
Processo De Q W
1-2 -1200 0 1200
2-3 800 800 0
3-4 0 -200 -200
4-1 400 1000 600

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