C1_3oFIS_EXER_CONV_Alelex 20/09/12 08:40 Página 123
MÓDULO 10
2. (UNICAMP-SP) – Um gás ideal monoatômico percorre o ciclo termodinâmico abca ilustrado na figura abaixo.
TERMODINÂMICA II 1. (UNIP-SP) – Uma dada massa de um gás perfeito sofre a transformação AB, indicada no diagrama abaixo.
Sabendo-se que durante a transformação o gás recebeu 22,0J de calor, podemos afirmar que a variação da energia interna foi de a) –38,0J b) –10,0J c) –6,0J d) 6,0J e) 8,0J RESOLUÇÃO: 1) = ?
= [área] N
Atenção que: 1 = 1 dm3 = 10–3 m3
(6,0 . 103 + 2,0 . 103) . 4,0 . 10–3
= –––––––––––––––––––––––––––– (J) 2
= 16 J 2) Aplicando-se a 1.a lei da termodinâmica, temos: 22 = 16 + U U = 6,0 J Resposta: D
RESOLUÇÃO: a) Em a, aplicando-se a Equação de Clapeyron, temos: pV = nRT 2,0 . 103 . 0,5 = n . 8,3 . 200 n = 0,6 mol
Assim:
Q = + U
Sabendo-se que a temperatura do gás no ponto a é Ta = 200 K e que a constante universal dos gases, R, é igual a 8,3 J/mol K, calcule a) a quantidade de matéria (em mol) do gás; b) a temperatura do gás no ponto b; c) a quantidade de calor fornecida ao gás durante o ciclo.
b) Aplicando-se a lei geral dos gases, nos pontos a e b, temos: pb Vb pa V a = ––––– ––––– Tb Ta 2,0 . 103 . 0,5 4,0 . 103 . 3,5 ––––––––––––– = –––––––––––––– 200 Tb Tb = 2800 K c) Utilizando-se a 1.a lei da termodinâmica, vem: Q = + U No ciclo, temos:
ciclo =N [área do triângulo]
ciclo =
b.h 3,0 . 2,0 . 103 ––––– = –––––––––––– (J) 2 2
ciclo = 3,0 . 103 J Uciclo = 0 Assim: Q = 3,0 . 103 + 0 Q = 3,0 . 103 J Respostas: a) 0,6 mol b) 2800 K c) 3,0 . 103 J
– 123