Indique se cada uma das grandezas q, w, ΔU e ΔS é negativa, zero ou positiva para
cada etapa do Ciclo de Carnot de um gás perfeito.
Soluções para a tarefa
EXPANSÃO ISOTÉRMICA: Por estar se expandindo, há uma realização de trabalho, ou seja, w > 0. Nesse processo, não há variação de temperatura (isotérmico), como a energia interna depende exclusivamente da temperatura, ΔU = 0. Numa expansão isotérmica, toda energia que ela perde por trabalho, ela ganha na forma de calor (para que a temperatura seja constante), ou seja, Q > 0. Por existir troca de calor positiva, a entropia do gás aumenta, portanto ΔS > 0
EXPANSÃO ADIABÁTICA: Por estar se expandindo, há uma realização de trabalho, ou seja, w > 0. Numa expansão adiabática, a temperatura dimunui, ou seja, ΔU < 0. Por definição, não há troca de calor num processo adiabático, portanto Q = 0. Por não ter troca de calor, a entropia permanece constante, ou seja, ΔS = 0
COMPRESSÃO ISOTÉRMICA: Por estar se contraindo, o gás recebe trabalho, ou seja, w < 0. Nesse processo, não há variação de temperatura (isotérmico), como a energia interna depende exclusivamente da temperatura, ΔU = 0. Numa contração isotérmica, toda energia que ela ganha por trabalho, ela perde na forma de calor (para que a temperatura seja constante), ou seja, Q < 0. Por existir troca de calor negativa, a entropia do gás diminui, portanto ΔS < 0
COMPRESSÃO ADIABÁTICA: Por estar se contraindo, o gás recebe trabalho, ou seja, w < 0. Numa contração adiabática, a temperatura aumenta, ou seja, ΔU > 0. Por definição, não há troca de calor num processo adiabático, portanto Q = 0. Por não ter troca de calor, a entropia permanece constante, ou seja, ΔS = 0