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Cesgranrio · Petrobras · Técnico(a) de Operação Júnior · 2011 · questão 45

Cesgranrio Petrobras 2011 Física · Trabalho em diagramas termodinâmicos também em Física · Primeira lei da termodinâmica

Questão 45

Figura da prova, arquivo q45_fig01.png

Um gás ideal sofre uma expansão reversível partindo do estado inicial A e evoluindo até o estado final C. Esse processo pode ser realizado por meio de três caminhos diferentes, conforme mostrado no gráfico acima. O caminho 1 consiste em uma expansão isobárica (AB), seguido de um processo isovolumétrico (BC). O caminho 2 consiste na expansão AC e o caminho 3 em um processo isovolumétrico AD, seguido de uma expansão isobárica (DC). Com relação à quantidade de calor recebido, afirma-se que,

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Resposta da banca: A

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Primeira lei entre os mesmos estados: ΔU é o mesmo nos três caminhos, e o calor acompanha o trabalho, que é a área sob o caminho.

Objetivo

Comparar o calor recebido por três caminhos de A a C no diagrama P × V. O que está em jogo é ver que ΔU é fixo e Q cresce com a área.

Conceitos para revisar

Energia interna só depende dos estados

De A a C a variação de energia interna é a mesma por qualquer caminho.

\[(\Delta U)_{1} = (\Delta U)_{2} = (\Delta U)_{3}\]
função de estado

Calor é ΔU mais trabalho

Como ΔU não muda, o caminho com maior trabalho recebe mais calor. O trabalho é a área sob a curva no P × V.

\[Q = \Delta U + W \qquad W = \text{área sob o caminho}\]
expansãoW > 0

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