Um cilindro com um pistão de 16 cm de diâmetro contém gás a uma pressão de 3,0 atm. a. Qual é a intensidade da força que o gás exerce sobre o pistão? b. Qual é a intensidade da força que a vizinhança exerce sobre o pistão? e. O gás sofre expansão a pressão constanle e empurra o pistão em 10 cm. Quanto trabalho é realizado pela vizinhança? d. Quanto trabalho é realizado pelo gás? e. A energia 1érrnica do gás aumenta em 196 J durante a expansão do item e. Neste processo, a energia térmica é transferida para o gás ou para fora dele? Qual é o valor dessa energia?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

Letra a:

O gás exerce uma força sobre o pistão de magnitude

F gas = p gas  A = 3 a t m × 101,300 P a a t m π ( 0.080 m ) 2 = 6100 N

Essa força é direcionada para a direita.

Passo 2

Letra b:

O pistão está em equilíbrio estático, então o ambiente deve exercer uma força sobre o pistão de igual magnitude F = 6100 N , mas na direção oposta, para a esquerda.

Passo 3

Letra c:

O trabalho realizado pelo meio ambiente é:

W = F → ⋅ Δ r → = - F → Δ x = - 6110 N 0.10 m = - 610 J

O trabalho é negativo porque a força e o deslocamento estão em direções opostas.

Passo 4

Letra d:

O trabalho realizado pelo gás:

W g á s = F → ⋅ Δ r → = + F → Δ x = 6110 N 0.10 m = 610 J

Esse trabalho é positivo porque a força e o deslocamento estão na mesma direção.

Passo 5

Letra e:

A primeira lei da termodinâmica é W + Q = Δ E t h . Então aqui W = - 610 J e encontramos:

Q = Δ E th  - W = 196 J - - 610 J = 806 J

Resposta

  1. 6100 N
  2. F = 6100 N
  3. - 610 J
  4. 610 J
  5. 806 J
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