Question

URGENTE QUESTÃO DE FÍSICA
Observe o seguinte gráfico e responda às perguntas




a)Calcule o trabalho total da transformação ABC.

b)Sabendo que no estado A a temperatura é de 300K, qual a temperatura final no estado C e a variação da energia interna de ABC. (sabendo que o gás é monoatômico)

c)Quanta energia o gás troca com o ambiente?

Answer 1

Resposta:

Dados usados: constante dos gases R=8,3

a) O trabalho total é positivo (volume do gás aumenta) e pode ser calculado como a área abaixo da curva no diagrama PV. Logo, o trabalho total é a soma da área do triângulo com o retângulo.

W=Área triângulo + Área retângulo

W =(Base*Altura/2) + (Base * Altura)

W =(3-1)*(80-20)/2 + (5-1)*(20-0)

W=60+80 = 140 J

b) Sendo o gás ideal, aplica-se a equação dos gases ideais para o estado A para descobrir o número de mols de gás:

PaVa=nRTa

n=(PaVa) / (RTa) = (80*1) / (8,3*300)

n=0,0321 mols

Aplicando a equação para o estado C, agora pode-se calcular a temperatura:

PcVc=nRTc

Tc= (PcVc) / (nR) = (20*5) / (0,0321*8,3)

Tc= 375 K

Para um gás monoatômico, o calor específico a volume constante é cv=3R/2. A variação de energia interna de qualquer processo pode ser calculada por:

∆U=n*cv*∆T. Logo:

∆U=n*(3R/2)*(Tc-Ta)

∆U=0,0321*(3*8,3/2)*(375-300)

∆U = 29,97 J

c) Aplica-se a 1ª Lei da termodinâmica, que diz que para qualquer processo ∆U=Q-W. Logo:

Q=∆U+W

Q=29,97+140

Q=169,97 J

Como Q>0, o gás recebe calor do ambiente.