Termodinamica - trabalho

Exercícios sobre a Primeira Lei da Termodinâmica

Questão 1: É possível que haja variação de volume em um processo e, mesmo assim, o trabalho seja igual a zero? Explique a sua resposta! Neste mesmo processo, tendo em vista que não há trabalho, qual a força-motriz para a ocorrência da expansão?
É possível quando o gás expande contra o vácuo (expansão livre). A transformação é rápida e irreversível porque ocorre em total desequilíbrio interno. A força motriz é a energia interna do gás.

Questão 2: Um mol de gás ideal monoatômico, inicialmente a 273 K e 1 atm, sofre uma transformação reversível na qual o seu volume é DUPLICADO. A natureza do processo NÃO é especificada, porém, sabe-se que (H = + 2100 J e que estão envolvidos no processo 420 J de trabalho em MÓDULO. Obs.: Verifique a tabela de convenção de sinais!
a) Calcule a temperatura e pressão finais, bem como (U e q do processo.

b) Se o gás fosse levado ÀS MESMAS CONDIÇÕES FINAIS por um processo constando de uma transformação isocórica e outra isotérmica, ambas reversíveis, quais seriam os valores de (H, (U, q e w para os processos individuais e para o processo global? Dado: Cv = 12,6 J K-1 mol-1.

Questão 3. Um ventilador a pilha se encontra em uma sala isolada de 60 m3, contendo ar Este ventilador é acionado por controle remoto, permanecendo em funcionamento por 10 h ininterruptas, parando logo em seguida passado este tempo. Supondo que a temperatura inicial da sala seja Ti e a final, Tf, qual a relação matemática entre essas temperaturas após as 10h de funcionamento do ventilador (maior, menor ou igual)? E a variação da energia interna antes e depois do acionamento do aparelho? Explique a sua resposta!
Hipótese 1 – Considerando o aquecimento do equipamento ventilador (motor, pilhas, etc) a temperatura Tf > Ti; Variação de energia interna ≠ 0 pois foi acrescentado calor ao sistema.

Hipótese 2 – Desconsiderando o aquecimento do equipamento ventilador (motor, pilhas, etc) a temperatura Tf = Ti;