FÍSICA TÉRMICA /© Prof. Alberto Ricardo Präss Show
1. TRABALHO EM UMA TRANSFORMAÇÃO Suponhamos um gás encerrado num cilindro dotado de um pistão móvel, de área A, que sofre deslocamento .A força aplicada pelo gás, perpendicular ao cilindro, é: Como a área do cilindro vezes o deslocamento do mesmo é igual a variação de volume sofrida pelo gás resulta:Esta expressão permite determinar o trabalho realizado pelo gás numa transformação isobárica de pressão p constante e variação de volume .O trabalho pode também ser calculado através do diagrama "p x V" .A área hachurada corresponde a , que é o trabalho. O trabalho é numericamente igual a área.Numa transformação cíclica: t > 0 se sentido HORÁRIO t < 0 se sentido ANTI-HORÁRIO2. PRIMEIRO PRINCÍPIO DA TERMODINÂMICA Se um gás encerrado num cilindro recebe uma certa quantidade de calor, usando parte para aumentar sua energia interna e parte para empurrar o pistão, teremos que: EM RESUMO 3. TEORIA CINÉTICA DOS GASES IDEAIS Sabemos que as moléculas de um gás possuem elevado grau de liberdade, em um movimento desordenado, cujas trajetórias podem ser consideradas retilíneas no intervalo entre duas colisões. Ou seja: onde k é a constante de Boltzmann. 4. SEGUNDO PRINCÍPIO DA TERMODINÂMICA Máquinas térmicas são dispositivos que convertem calor em trabalho e vice-versa: máquinas a vapor, motores a explosão, refrigerados, etc.
Se todo o calor absorvido por uma máquina térmica fosse integralmente transformado em trabalho, teríamos o caso ideal de rendimento cem por cento. Mas a experiência mostra que isto não é possível, o que constitui o Enunciado de Clausius "O calor só pode passar, espontaneamente, de um corpo de maior para outro de menor temperatura." Enunciado de Kelvin "É impossível construir uma máquina térmica que, operando em ciclo, extraia calor de uma fonte e o transforme integralmente em trabalho." Ciclo de Carnot Ciclo teórico que permite o maior rendimento entre as máquinas térmicas. Onde Q1 é a quantidade de calor extraída da fonte quente e Q2 é a quantidade de calor perdido para o meio , o rendimento de um ciclo é dado por: Carnot mostrou que o máximo rendimento possível entre duas temperaturas T1 e T1, depende exclusivamente dessas temperaturas, independendo da natureza do sistema que percorre o ciclo, isto é: ou Se T2 = 0, isto é, zero absoluto, teoricamente teríamos rendimento 100%. TESTES 1. (UFRGS) Um gás é aquecido dentro de um recipiente de volume constante. Nessas condições (A) aumenta a energia cinética média de translação das moléculas do gás. 2. (UFRGS) Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre o qual é realizado um trabalho de 80J, durante uma compressão adiabática? (A) 80J 3. (PUCRS) Durante a expansão de um gás, este realiza um trabalho de 200 J, mediante o recebimento de uma quantidade de calor equivalente a 900 J. Nessa expansão a variação da energia interna do gás é (A) 900 J.
(A) 10 5. (UFRGS) O desenho mostra um cilindro de metal dotado de um êmbolo móvel em cujo interior encontra um gás ideal em equilíbrio termodinâmico Em dado instante uma força de módulo F age sobre o êmbolo que comprime o gás rapidamente. Durante a compressão I. ocorre um aumento de energia interna do gás. Quais estão corretas? (A) Apenas I. 6. (UFRGS) O gráfico da pressão p em função do volume V de um gás mostra duas transformações termodinâmicas, I e II, a partir do estado inicial i. Os estados finais das duas transformações apresentam o mesmo volume (Vf), mas pressões diferentes. A partir do gráfico, é possível afirmar que: (A) o trabalho realizado pelo gás na transformação I é maior do que o realizado na transformação II. 7. (UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no texto abaixo. A função do compressor de uma geladeira é a de aumentar a pressão sobre o gás freon contido na tubulação. Devido à rapidez com que ocorre a compressão, esta pode ser considerada uma transformação __________. A temperatura e a pressão do gás se elevam. Como não há trocas de calor, o trabalho realizado pelo compressor é igual a variação da energia __________ do gás. (A) adiabática - interna 8. (UFRGS) Um recipiente contém um gás ideal à temperatura T. As moléculas deste gás têm massa m e velocidade quadrática média v. Um outro recipiente contém também um gás ideal, cujas moléculas têm massa 3m e a mesma velocidade quadrática média v. De acordo com a teoria cinética dos gases, qual é a temperatura deste segundo gás? (A) T/9 9. (UFRGS) Durante um ciclo termodinâmico, uma máquina térmica realiza um trabalho W, que é igual a Q1 - Q2 , onde Q1 é o calor extraído de uma fonte quente, e Q2 é o calor descarregado no ambiente. O rendimento dessa máquina térmica é dado por (A) (Q1 - Q2) / Q1 Qual é a variação de energia interna de um gás ideal que realiza um trabalho de 80J Durante uma expansão Adiabática *?(UFRS) Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre a qual é realizado um trabalho de 80J, durante uma compressão adiabática? Alternativa correta: a) 80 J. Em uma transformação adiabática não há variação de temperatura, o que indica que não ocorreram trocas de calor entre o sistema e o ambiente.
Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre a qual é realizado um trabalho de 80J durante uma compressão Adiabática * 1 ponto a 80 JB 40 JC Zero d 40 j?1 resposta(s)
Em uma compressão adiabática não há troca de calor. O trabalho W realizado PELO sistema é de - 80 J ( j=a que + 80 J foi realizado SOBRE ele). Em uma compressão adiabática não há troca de calor. O trabalho W realizado PELO sistema é de - 80 J ( j=a que + 80 J foi realizado SOBRE ele).
Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre a qual é realizado um trabalho de 100 J durante uma compressão Adiabática?Resposta verificada por especialistas. A variação de energia interna de um gás ideal durante uma compressão isotérmica é nula.
Como calcular a variação de energia interna de um gás ideal?Para calcular a energia interna de um gás, temos que associar a energia interna ao movimento das partículas do gás. Isso porque essas partículas estão em constante agitação, isto é, possuem velocidade. Portanto, elas possuem energia de movimento, que é a energia cinética: Ec = m . v² ÷ 2.
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