Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Ciclos

Ciclos Termodinâmicos

Um certo gás ideal monoatômico é submetido a um ciclo composto por três etapas. Na etapa 1 o gás aumenta sua pressão a volume constante, na etapa 2 sofre uma expansão adiabática e na etapa 3 uma compressão isobárica. Na etapa 1 o gás recebe 150   J em forma de calor, na etapa 2 o gás realiza um trabalho de 90   J e na etapa 3 um trabalho de 40   J é realizado sobre o gás. A quantidade de calor trocado na etapa 3 vale:

  1. - 100   J
  2. 36   J
  3. - 60   J
  4. 240   J
  5. 100   J

Passo 1

Bom, o que sabemos sobre um ciclo?

Sabemos que ele recebe calor de uma fonte quente e rejeita calor pra uma fonte fria.

No ciclo descrito acima, o gás recebe calor na etapa 1, não troca calor na etapa 2(transformação adiabática) e...

O que tem que acontecer na etapa3? Isso, ele precisa rejeitar calor pra fonte fria.

Então nós precisamos descobrir quanto de calor ele rejeita, ou seja, descobrir:

Q F

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Pra descobrir isso, a gente pode usar a relação:

‖ Q Q ‖ - ‖ Q F ‖ = ‖ W ciclo ‖

Sabemos que o trabalho do ciclo é a soma de todos os trabalhos e vale:

W c i c l o = - 90 + 40 = - 50 → W c i c l o = 50 J

Lembrando que não há realização de trabalho na etapa 1, já que ocorre a volume constante.

E o Q Q , o calor que o ciclo recebe da fonte quente, vale:

Q Q = 150 J

Passo 3

Então:

‖ Q Q ‖ - ‖ Q F ‖ = ‖ W ciclo ‖

Q F = Q Q - W c i c l o = 150 - 50 = 100 J

Só que ali em cima só tem o modulo do calor. Como esse calor é rejeitado pro ambiente, ele é negativo e então:

Q F = - 100 J

Resposta

a)

Esse conteúdo é exclusivo para cadastrados.

Cadastre-se grátis no maior portal de exatas do Brasil!

Relaxa, não vamos publicar nada no seu nome.

  • Resumões direto ao ponto
    Resumões
    direto ao ponto
  • Exercícios resolvidos passo a passo
    Exercícios resolvidos
    passo a passo
  • Videoaulas incríveis
    Videoaulas
    incríveis
  • Aulões Salva-Vidas
    Aulões
    Salva-Vidas