05-Um gás ideal sofre as transformações AB, BC, CD e DA, de acordo com o gráfico a seguir. Através da análise do gráfico. Determine! a) A variação de energia interna b) O trabalho realizado pelo gás. c) O calor recebido pelo sistema
Respostas
a) A variação de energia interna do gás depende EXCLUSIVAMENTE da variação de temperatura. Como a temperatura é uma grandeza definida por CADA ponto do gráfico PxV, ao final dessas transformações, ele sai do ponto A e volta para o ponto A, ou seja, não possuímos variação de temperatura. Concluímos que ΔU = 0
b) O módulo do trabalho é calculado pela área interna do ciclo num digrama PxV e seu sinal é dado pelo sentido do ciclo. Lembrando que 1 atm = 10⁵Pa, temos que calculando a área:
|τ| = A = (9,8 - 5,8).10⁵.(1,6 - 0,8)
|τ| = 4.0,6.10⁵
|τ| = 2,4.10⁵ J
Como o ciclo está nos sentido horário, temos que o trabalho é τ = + 2,4.10⁵ J
Vale notar que um trabalho positivo significa que o gás PERDEU energia.
c) Pela 1° Lei da Termodinâmica:
ΔU = Q - τ
0 = Q - (+2,4.10⁵)
Q = + 2,4.10⁵ J
De fato, essa resposta faz sentido. Se o gás não possui variação de energia interna, significa que TODA energia que ele perdeu por trabalho, ele recebeu de volta através do calor. Por isso o trabalho e o calor possuem o mesmo valor!