Um sistema termodinâmico é levado do estado inicial, , para outro estado ,b,a.
Soluções para a tarefa
Seguindo os princípios da 1ª Lei da Termodinâmica e com base na figura (que não havia sido anexada no enunciado), tem se que (a), (b) e (d): + ; (c): 0; (e), (f) e (g): - e que o trabalho é de \tau=-4,5 \times 10^{6} \ Jτ=−4,5×10
6
J .
Lembrando que o trabalho exercido ou fornecido por um gás ideal é dado por:
\tau=P*\Delta Vτ=P∗ΔV
onde:
P: pressão (Pa)
V: volume (m^3)
Analisando o gráfico, podemos notar que:
de A para B, a pressão continua constante enquanto o volume aumenta, isto é, ocorre uma expansão com trabalho positivo (\tau: +τ:+ ).
de B para C, não há trabalho, uma vez que não há variação de volume (\tau = 0 \ Jτ=0 J ).
de C para A, o trabalho é negativo, pois ocorre uma compressão com diminuição da pressão e de volume (\tau: -τ:− ).
Lembrando agora da 1ª Lei da Termodinâmica:
U=Q-\tauU=Q−τ
de A para B:
Q: +, pois o o trabalho e a energia interna são ambos positivos
de B para C:
U e Q: +, já que o trabalho é zero.
de C para A:
U e Q: - , pois o trabalho é negativo e o calor também é negativo, devido ao fato de a pressão diminuir juntamente com o volume.
Para calcular o trabalho realizado pelo sistema no ciclo ABCA, basta calcular a área do gráfico e notar que o trabalho será negativo, pois o sistema flui no sentido anti-horário:
\begin{gathered}\tau=A_{triangulo}\\\\\tau=\frac{3*20}{2}\\\\\tau=20 \ J\end{gathered}
τ=A
triangulo
τ=
2
3∗20
τ=20 J