Leis da termodinâmica

Leis da Termodinâmica

1. Um gás ideal passou do estado A para o estado B, como mostra o gráfico abaixo. Sabendo que 1atm = 105 Pa. Determine:

a) o trabalho realizado pelo gás nessa transformação.
b) a variação da energia interna do gás sabendo que durante o processo o gás recebe 4000J p (atm) A 4,0 B 2,0

V (L) 0 2 10
Resolução:
a) Lembrando que para um diagrama p x V, o trabalho de gás é dado pela área abaixo da reta. Podemos verificar que a figura geométrica é um trapézio. Assim:

 Como 1atm = 105 Pa e 1L = 10 – 3m³, temos: Lembrando que as unidades Pa e m³ são do SI a unidade de trabalho será em Joule.

b) Com o trabalho cálculo e o calor recebido é de , podemos então determinar a variação da energia interna aplicando a 1ªLei da Termodinâmica.  

2. Um sistema termodinâmico realiza o ciclo ABCA representado a seguir.

Determine o trabalho realizado pelo sistema no ciclo, em Joules.

Resolução:
Como o gráfico apresenta um ciclo, calculamos o trabalho pela área da figura que tem a forma de um triângulo. 

3. A eficiência de um motor térmico é definida como a razão entre o trabalho por ele realizado e o calor por ele recebido durante um ciclo completo de seu funcionamento. Considere um motor que recebe 440 J de calor por ciclo, que tem uma eficiência de 30% e que completa um ciclo de funcionamento a cada 0,02 segundos. Determine a potência fornecida por esse motor.

Resolução:
A eficiência de um motor é dada pelo rendimento   , calculado o rendimento podemos então calcular a potencia fornecida:
Lembrando que a potencia é definida como a razão entre a energia (trabalho) pelo intervalo de tempo decorrido durante o fornecimento, assim:   , lembrando também que