Enunciado

Você fecha o bico de uma bomba de pneu de bicicleta e aperta o êmbolo rapidamente, de modo que o ar lá dentro seja comprimido à metade do volume original. Suponha que o ar se comprote como um gás ideal. Se você faz isso tão lentamente que a temperatura do ar dentro da bomba nunca varie; a) O trabalho realizado pelo ar na bomba é positivo ou negativo? b) A transferência de calor para o ar é positiva ou negativa? c) O que você pode dizer sobre os módulos relativos da transferência de calor e do trabalho? Explique.

Passo 1

Aplicaremos

∆ U = Q - W

Para um gás ideal, U depende apenas de T .

Passo 2

  1. V   diminui e W é negativo.
  2. Passo 3

  3. Como T é constante, Δ U   =   0 e Q   =   W . Como W é negativo, Q é negativo.
  4. Passo 4

  5. Q = W , as magnitudes são as mesmas.

Q < significa que o calor flui para fora do gás. O êmbolo faz um trabalho positivo no gás. A energia adicionada pelo trabalho positivo realizado no gás sai, à medida que o calor sai do gás e a energia interna do gás é constante.

Resposta

  1. W é negativo
  2. Q é negativo
  3. Q = W
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