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Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Ciclos

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Enunciado

Três cilindros, I, II e III fechados por um êmbolo móvel, contém amostras idênticas de um mesmo gás ideal. A força F que o êmbolo exerce sobre o gás é ajustada de modo que a pressão e o volume iniciais do gás no interior de todos os cilindros sejam Pa e Va respectivamente. Então o gás contido em cada cilindro sofre um processo distinto descrito abaixo e ilustrado no diagrama PV da Figura ao lado. Todos os processos terminam à mesma temperatura T2.

I) O gás do cilindro I é aquecido, e o volume da câmera é alterado, mantendo-se o valor da força F inalterado.

II) O gás do cilindro II é aquecido mantendo-se a posição do êmbolo inalterada.

III) O êmbolo comprime o gás do cilindro III suficientemente rápido para que o calor trocado entre o gás e sua vizinhança seja desprezível.

Ordene o calor recebido do ambiente nos processos ab, ac e ad em ordem crescente.

A) Q ab

B) Q ad

C) Q ad

D) Q ac

E) Q ac

Passo 1

Nós podemos calcular o calor nos processos com pressão e volume constante usando as fórmulas:

Q a b = n c P ∆ T

Q a c = n c V ∆ T

O calor em ad será igual a zero (processo adiabático!).

Q a d = 0

Além disso, a variação de temperatura é igual para os três processos.

Passo 2

Vamos lembrar que:

c P = c V + R

Então:

c P > c V

Com isso a gente pode então escrever:

Q a b > Q a c > Q a d

Ou:

Q a d < Q a c < Q a b

Resposta

Letra C.

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