Trabalho e calor em processos quase estáticos

Num processo quase estático \(A \rightarrow B\) sem troca de calor com o exterior, a pressão média \( \bar{p} \) de um determinado gás varia com o seu volume \( V \) de acordo com a relação

\( \bar{p} = α V^{-5/3} \),

onde \( α \) é uma constante positiva.

Determine o trabalho realizado \( W \) e o calor absorvido \( Q \) pelo gás nos seguintes processos quase estáticos:

(a) O gás vai inicialmente do macroestado \( A \) para o \( B' \) e depois do \( B' \) para o \( B \).

(b) O gás vai diretamente do macroestado \( A \) para o \( B \), com um variação linear da pressão com a temperatura.

(c) O gás vai inicialmente do macroestado \( A \) para o \( A' \) e depois do \( A' \) para o \( B \).

Consulte a figura com o diagrama ilustrativo do problema.

Respostas

(a) \( W = 22400 \) J , \( Q = 18800 \) J

(b) \( W = 11550 \) J , \( Q = 7950 \) J

(c) \( W = 700 \) J , \( Q = -2900 \) J

Metadata

• CONTEXTO : Primeiro ciclo universitário
• AREA: Física
• DISCIPLINA: Termodinâmica e Estrutura da Matéria
• ANO: 2
• LINGUA: pt
• AUTOR:
• MATERIA PRINCIPAL: Introdução à termodinâmica
• DESCRICAO: Trabalho e calor em processos quase estáticos
• DIFICULDADE: ***
• TEMPO MEDIO DE RESOLUCAO: 1800 [s]
• TEMPO MAXIMO DE RESOLUCAO: 2700 [s]
• PALAVRAS CHAVE: Trabalho e calor