Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Ciclos

Ver Teoria

Enunciado

10 . Um gás ideal de C H 4 é submetido ao seguinte ciclo representado no gráfico. Os processos são

A - B : Isovolumétrico

B - C : Isobárico

C - A : Compressão Isotérmica

Utilizando as informações na tabela e no gráfico, encontre o valor do produto ( n R ) entre o número de mol n desse gás e a constante dos gases ideias R :

Passo 1

Vem comigo que a gente domina essa questão!

O enunciado pede o valor do produto n R . Podemos encontrá-lo analisando o processo isovolumétrico, já que sabemos o valor do calor e do trabalho nesse processo e com isso a primeira lei da termodinâmica fica da seguinte maneira:

Δ U = Q

O gás ideal de C H 4 é uma molécula poliatômica e assim a energia interna é dada por:

U = 3 n R T

E a variação é:

Δ U = 3 n R Δ T

Se isolarmos o produto n R , temos:

n R = Δ U 3 Δ T

Então podemos calcular esse produto, já que sabemos o valor de Δ U nesse processo e sabemos a temperatura em A e B .

Mãos à obra então!

Passo 2

Temos que:

n R = Δ U 3 Δ T

⇒ n R = Q 3 ( T B - T A )

S8ubstituindo com o que sabemos, temos:

n R = - 6000 3 ( 20 - 60 )

= - 6000 - 120

Então temos que:

n R = 50   J / K

Prontinho, chegamos no que o enunciado queria!

Resposta

n R = 50   J / K

Exercícios de Livros Relacionados

Quando um sistema é levado do estadoipara o estadofao longo da trajetória i a f na figura, Q=50c a l e W=20c a l . Ao longo da trajetória i b f , Q=36c a l . (a) Qual o valor de W ao longo da trajetór
Uma amostra de gás sofre uma transição de um estado inicial a para um estado final b por três diferentes trajetórias (processos), como mostra o diagrama p - V da figura, onde V b = 5,00 V i . A energi
Estime o rendimento máximo de um motor de automóvel que tenha uma razão de compressão de 8 : 1 . Suponha que a máquina opere no ciclo Otto, e que γ = 1.4 .
Uma amostra de 1 mol de gás N 2 , a 20°C e 5 atm, expande-se adiabaticamente até que sua pressão seja igual a 1 atm. Ele é, então, aquecido à pressão constante até que sua temperatura seja novamente 2
Um gás ideal, a uma temperatura inicial T 1 e com um volume inicial de 2,0m 3 , sofre uma expansão adiabática para um volume de 4,0m 3 , depois uma expansão isotérmica para um volume de 10m 3 e, final