O diagrama abaixo representa um ciclo realizado por um
sistema termodinâmico constituído por n mols de um gás
ideal.
a) Dê o nome das transformações gasosas que ocorrem
nos trechos DA e AB.
b) Qual a intensidade do trabalho realizado pelo gás,
apenas, em sua expansão?

Anexos:

Respostas

respondido por: alissonsiv

Após realizar os cálculos necessários, podemos afirmar que:

a) Trecho DA: transformação isovolumétrica; Trecho AB: transformação isobárica.

b) A intensidade do trabalho realizado pelo gás durante a expansão é igual a 0,8J.

Trabalho realizado por um gás

Um gás contido em um sistema pode realizar ou receber trabalho quando há alteração em seu volume.

A fórmula utilizada para calcular o trabalho é dada por:

$\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{\tau=p.\Delta V}$}}$

Em que:

$\displaystyle\text{$\mathsf{\tau = trabalho~(J)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{p = pressao~(N/m^{2}~ou~PA)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{\Delta V = variacao~de~volume~(volume~final-inicial)}$}$

Uma transformação gasosa pode ser classificada em:

Transformação isovolumétrica: não há alteração no volume do gás.
Transformação isobárica: não há variação na pressão do gás.
Transformação isotérmica: não há variação na temperatura do gás.

Resolução do exercício

a) No trecho DA, perceba que o volume permanece constante e igual a 0,2 m³. Portanto, trata-se de uma transformação isovolumétrica.

No trecho AB, a pressão permanece constante e igual a 2 N/m². Portanto, trata-se de uma transformação isobárica.

b) Podemos aplicar a fórmula citada acima para calcular o trabalho no trecho AB. Dados:

p = 2 N/m².
ΔV = 0,6 - 0,2 = 0,4 m³.

Substituindo na fórmula:

$\large\displaystyle\text{$\mathsf{\tau=p.\Delta V}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{\tau=2~.~0,4}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{\tau = 0,8J}$}}$