Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Ciclos

PUCRIO – Física 2 – 2020.1 – P2B – M. Escolha

3 . 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 :

a . n R = 40

b . Nenhuma das alternativas.

c . n R = 50

d . n R = 20

e . n R = 100

f . n R = 80

g . n R = 10

h . n R = 90

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!

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

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

Prontinho, chegamos no que o enunciado queria! E a única alternativa correta é a letra ( c ) .

Resposta

c . n R = 50

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