A figura precedente mostra o gráfico p-V de uma transformação cíclica de um gás ideal. Com base nas informações do diagrama, é correto afirmar que, ao longo do ciclo, o gás
- A) não troca nenhum calor.
- B) perde 30 J na forma de calor.
- C) perde 60 J na forma de calor.
- D) recebe 120 J na forma de calor.
- E) recebe 60 J na forma de calor.
Resposta:
A alternativa correta é letra C) perde 60 J na forma de calor.
O trabalho de um gás em uma transformação gasosa pode ser calculado pela área abaixo da curva do gráfico Pressão versus Volume.
tau_{AB} = 6 cdot 5 = 30 J
Positivo, pois o volume aumentou.
tau_{BC} = - {(5+25). 6 over 2} = - 90 J
Negativo, pois o volume diminuiu.
tau_{CA} = 0
Nulo, pois o volume é constante.
O trabalho no ciclo ABC (tau_{ABC}) é dado por:
tau_{ABC} = tau_{AB} + tau_{BC} + tau_{CA}
tau_{ABC} = 30 - 90 + 0 = - 60 J
Outra forma seria calcular a área dentro do ciclo:
| tau_{ABC} | = {6 cdot 20 over 2} = 60 J
quando utilizar esse método devemos lembrar que:
- ciclo horário → trabalho positivo
- ciclo anti-horário → trabalho negativo
Em um ciclo a variação da energia interna (Delta U) será sempre nula, pois a temperatura inicial é igual a temperatura final.
Utilizaremos a 1º lei da termodinâmica para encontrar a quantidade de calor:
Q = Delta U + tau
Q = 0 + (-60)
Q = - 60 J
Conclusão: O gás perderá (-) 60 J na forma de calor.
Resposta: Alternativa C
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