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Enuncie a primeira lei da Termodinâmica e dê um exemplo de um processo no qual essa lei poderia ser observada.
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Um sistema constituído por n mols de um gás ideal realiza um processo termodinâmico cíclico reversível em duas etapas, nas quais apenas trabalho do tipo P.V é permitido. Nesse processo, o sistema encontra-se inicialmente em um estado 1, passando a um estado 2 por meio de um processo isotérmico em uma temperatura T. Essa etapa é seguida de um processo involutivo entre o estado 3, e então o sistema retorna ao estado inicial por um processo isobárico, de acordo com o diagrama P-V representado a seguir:
Sobre essa transformação cíclica, responda aos itens a seguir (OBS: as respostas devem ser dadas apenas em função das variáveis expostas no diagrama):
a) Qual a variação de energia interna do gás no processo cíclico 1 → 2 → 3 → 1? Justifique sua resposta.
b) Determine o trabalho realizado pelo sistema durante cada etapa do ciclo. Mostre, para cada etapa, a expressão utilizada e explique o que isso significa fisicamente.
c) Qual a quantidade de calor trocada? Essa quantidade é positiva ou negativa? Justifique sua resposta e explique o ciclo específico do gás em questão.
d) Considerando que o calor específico do gás é constante, determine a forma de calor envolvida na etapa 3 → 1. Considere M a massa molar do gás.
