Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases

UFF, Física III, P2 - 2015.1, Questão 3

Considere 4 pontos no diagrama p   x   V   com as seguintes pressões e volumes. Ponto A:

(2 P 0 , V 0 ); Ponto B: ( 2 P 0 ,2 V 0 ); Ponto C: ( P 0 ,2 V 0 ); Ponto D: ( P 0 , V 0 ). Considere que n   m o l s de um gás ideal sejam colocados para realizar os seguintes ciclos:

Ciclo Z 1 : o gás passa por uma expansão isobárica do ponto A até o ponto B, e depois por um processo isocórico do ponto B para o ponto C. Em seguida, é comprimido isobaricamente do ponto C para o ponto D e finalmente retorna isocoricamente ao ponto A.

Ciclo Z 2 : o gás passa por uma expansão isobárica do ponto A ate o ponto B, e depois por um processo isocórico do ponto B para o ponto C. Finalmente, o gás é comprimido isotermicamente do ponto C para o ponto A.

Ainda com relação aos ciclos, assinale a opção CORRETA:

  1. No ciclo Z 1 , o calor trocado no trecho B C é positivo.
  2. No ciclo Z 2 , o calor trocado no trecho C A é negativo.
  3. No ciclo Z 2 , a variação de energia térmica no trecho C A é negativa.
  4. No ciclo Z 2 , o trabalho realizado pelo sistema no trecho A B é negativo e no trecho C A é positivo.
  5. No ciclo Z 1 , a energia termica diminui no trecho D A .

Passo 1

A resposta certa é:

“No ciclo Z 2 , o calor trocado no trecho C A e negativo”. Mas por quê?

Porque nesse processo ocorre uma transformação isotérmica. No caso, uma compressão.

Uma compressão representa um trabalho negativo, não é verdade?

Além disso, para uma transformação isotérmica, temos U = 0 .

Assim:

U = Q - W = 0 Q C A = W C A

Então, como o trabalho é negativo, o calor também será negativo (:.

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Resposta

b)

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