Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases

UFF, Física III, P1 - 2018.2, Questão 7

Um dos cilindros do motor a diesel de um caminhão tem volume interno de 600   c m 3 . Ar ( n = 0,024   m o l ) é admitido no cilindro a 30   ° C . O eixo do pistão realiza 400   J de trabalho a fim de comprimir rapidamente o ar. O volume interno final do cilindro é mais próximo de (lembre-se que o Ar é basicamente um gás diatômico)

  1. 600   c m 3  
  2. 12   c m 3  
  3. 1200   c m 3  
  4. 300   c m 3  
  5. 24   c m 3

Passo 1

Num cilindro temos um processo de compressão rápida, ou seja, não há troca de calor, então: Q = 0

O ar é basicamente um gás diatômico, então a capacidade calorifica a volume constante é:

c v = 5 2 × R = 20,8 J m o l . k  

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Precisamos achar a temperatura final do gás para sabermos seu volume final.

E = n C v T = W + Q

0,024 × 20,8 × T f - 303 = 400 + 0

T f = 1104   K

Passo 3

Agora que já sabemos as temperaturas e o volume inicial do gás, pela equação do processo adiabático:

T 1 g a m a V 1 γ - 1 = T 2 g a m a V 2 γ - 1  

Substituindo os valores chegamos a:

V 2 = 0,0000237 24   c m 3

Resposta

Letra E

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