Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Ciclos

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Enunciado

Dois mols de um gás ideal são levados do estado A para o estado B, conforme ilustrado abaixo. Desprezando efeitos de vibração das moléculas, assinale a alternativa que pode corresponder ao tipo de gás utilizado e ao processo ilustrado.

  1. Monoatômico e isotérmico
  2. Diatômico e isotérmico
  3. Poliatômico e isotérmico
  4. Monoatômico e adiabático
  5. Diatômico e adiabático
  6. Poliatômico e adiabático
  7. Monoatômico e isobárico
  8. Diatômico e isobárico
  9. Poliatômico e isobárico

Passo 1

Se a transformação fosse isotérmica teríamos   P A V A = P B V B , algo que não é verdade.

Logo, deve ser uma expansão adiabática. De fato, se for uma adiabática devemos ter:

P A V γ A   =   P B V γ B ,

que pode ser reescrito como:

P A P B = V B V A γ , onde γ é o coeficiente de expansão adiabática.

O coeficiente de expansão adiabática, é a razão entre a capacidade térmica a pressão constante e a capacidade térmica a volume constante. O γ pode ser dado por:

γ = 1 + 2 f ,

onde f são os graus de liberdade.

Passo 2

Substituindo os valores obtidos no gráfico, tem-se:

16 1 = 16 2 γ

Assim, obtemos γ = 4 3 = 1,33 e, portanto, devido a termos 6 graus de liberdade, o gás deve ser poliatômico.

Resposta

Letra F

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