Enunciado

Um gás em uma câmara fechada passa pelo ciclo mostrado no diagrama p-V da figura. A escala do eixo horizontal é definida por V s = 4,0 m ³ . Calcule a energia adicionada ao sistema na forma

de calor durante um ciclo completo.

Passo 1

Shooow galerinha, vamos para mais uma questão bem legal?!

Primeiro de tudo, é importante lembrar da relação entre a variação de energia interna Δ U , o calor trocado Q e o trabalho W realizado em um processo termodinâmico:

Δ U = Q - W

Como Δ U depende do ponto inicial e final, e no ciclo eles são iguais:

Δ U = U f - U i = 0

Então, para o ciclo nós teremos:

Q c i c l o = W c i c l o

Passo 2

Beleza! Mas como isso vai nos ajudar?

Nós precisamos do calor, certo? Então para acha-lo basta achar o trabalho e prontoo !!

Mas como acharemos o trabalho?

Acertou quem lembrou que o trabalho total realizado em um ciclo é sempre igual à área interna à forma geométrica formada no gráfico p r e s s ã o - v o l u m e . Nesse caso temos um triângulo, se lembram como calculamos a sua área ?

| W c i c l o | = Á r e a t r i â n g u l o = b × h 2

Olhando no gráfico:

b = 4 - 1 m 3 = 3 m 3

h = 30 - 10 N m 2 = 20 N m 2

Substituindo:

W c i c l o = 20 N m 2 × ( 3 m ³ ) 2 = 30 N . m = 30   J

Passo 3

Esse trabalho será negativo já que o ciclo está no sentido anti-horário!

W c i c l o = - 30 J

Mas nós não queremos o trabalho, queremos o calor !! Usando a fórmula do Passo 1:

Q c i c l o = - 30 J

E aí? O que acharam desta?! Bem legal, não foi?

Resposta

- 30 J

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