Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases

Um gás é levado de um estado de equilíbrio térmico A a outro B por dois caminhos genéricos 1 e 2 ilustrados no diagrama P ×   V da figura. Sejam W 1 ;   Q 1   e   ∆ U 1 o calor transferido, o trabalho realizado e a variação da energia interna do gás pelo processo 1. Analogamente, W 2 ;   Q 2   e   ∆ U 2 para o processo 2. Podemos afirmar que:

  1. W 1   >   W 2 ;   Q 1   <   Q 2 ; ∆ U 1   < ∆ U 2
  2. W 1   >   W 2 ; Q 1   >   Q 2 ; ∆ U 1   = ∆ U 2
  3. W 1   >   W 2 ;   Q 1   <   Q 2 ; ∆ U 1   = ∆ U 2
  4. W 1   >   W 2 ;   Q 1   >   Q 2 ; ∆ U 1   > ∆ U 2
  5. W 1   >   W 2 ;   Q 1   =   Q 2 ; ∆ U 1   > ∆ U 2

Passo 1

Para calcular o trabalho realizado pelo gás, sabemos que ele pode ser calculado de acordo com a área sob a curva. Então, como a curva A está sob a curva B, concluímos que o W 1 > W 2 .

Sabemos da primeira lei que a energia interna é uma função de estado, ou seja, ela não depende do caminho, mas sim do estado final e inicial do sistema. Então ∆ U 1 = ∆ U 2 .

Seguindo também a primeira lei, temos que ∆ U = 0 em um ciclo, logo Q n = W n . Como sabemos neste processo W 1 > W 2 , consequentemente Q 1 > Q 2 .

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Resposta

Letra b

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