Cesgranrio · BR Distribuidora · Técnico(a) de Operação Júnior · 2008 · questão 38

Cesgranrio BR Distribuidora 2008 Física · Primeira lei da termodinâmica também em Física · Trabalho em diagramas termodinâmicos

Questão 38

Numa transformação termodinâmica, certa quantidade de um gás ideal sofre a transformação A \(\rightarrow\) B, como indicado no gráfico acima. Sabendo-se que, durante o processo, a energia interna do gás diminuiu 200 J, o trabalho realizado e a quantidade de calor trocada têm módulos, em J, respectivamente, iguais a:

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Resposta da banca: D

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Primeira lei — trabalho é a área no diagrama, com sinal da compressão, e o calor sai de ΔU igual a Q menos W.

Objetivo

Achar os módulos do trabalho e do calor na compressão de A a B, com a energia interna caindo 200 J. O que está em jogo é a área do trapézio, o sinal negativo do trabalho, e a primeira lei para achar Q.

Conceitos para revisar

Trabalho: área do trapézio, negativo

De A, 4 litros a 3 × 10⁵, para B, 2 litros a 2 × 10⁵. O volume diminui: o gás recebe trabalho.

\[W = -\dfrac{(3 + 2) \times 10^{5}}{2} \cdot 2 \times 10^{-3} = -500\ \text{J}\]

módulo 500 J

Primeira lei

ΔU igual a Q menos W. Com ΔU igual a −200 e W igual a −500, o calor é −700: o gás perde 700 J para fora.

\[Q = \Delta U + W = -200 + (-500) = -700\ \text{J}\]

módulo 700 J

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