Cálculos de Calor e Trabalho em Transformações Gás Ideais

43 Um gás diatômico sofre uma transição de A para C ao longo da diagonal mostrada na figura 9 A temperatura no gás no ponto A é de 1200K a Durante a transição qual é a variação de energia interna do gás b Qual é a quantidade de calor que é adicionado ao gás c Qual é a quantidade de calor que é adicionado ao gás se ele vai de A para C ao longo do caminho ABC ΔU nCₕΔT Para um gás diatômico ideal Cᵥ 25R 208 PAVA nRT A 50002 n8311200 n 10 mol ΔT Tₐ Tₐ PᶜVᶜ nRTᶜ 20004 10831Tᶜ Tᶜ 963 K ΔU 102089631200 4936 J b Calor adicionado ao gás para ir de A até C ΔQ ΔW ΔU Falta calcular o trabalho O trabalho será a área abaixo do trapézio ΔW 5000 200022 7000 J ΔQ 7000 4936 2064 J c Calor adicionado ao gás para ir de A até C passando por B ΔQ ΔW ΔU Falta calcular o trabalho O trabalho será a área abaixo do retângulo ΔW 50002 10000 J ΔQ 10000 4936 5064 J Qual seria o calor para ir de A até C passando pelo ponto D ΔQ ΔW ΔU Falta calcular o trabalho O trabalho será a área abaixo do retângulo ΔW 20002 4000 J ΔQ 4000 4936 936 J 47 Um mol de gás ideal monoatômico cv15R sofre uma transformação cíclica como mostra a figura 10 O processo 12 é isocórico o processo 23 é adiabático e o processo 31 é isobárico a Determine o calor Q a variação de energia interna e o trabalho realizado em cada um dos processos e no ciclo completo b Se a pressão no ponto 1 for de 10atm determine a pressão e o volume nos pontos 2 e 3 R a 12 Q37kJ e W0 23 Q0 e W18kJ 31 Q32kJ e W13kJ ciclo QW05kJ b V20025m³ p22atm V30037m³ p31atm ΔQ ΔW ΔU 1 2 Não há variação de volume ΔW 0 ΔU nCvΔT ΔU 1015831600300 ΔU 3740 J ΔQ 3740 J 2 3 Não há fornecimento de calor ΔQ 0 ΔU nCvΔT ΔU 1015831455600 ΔU 1807 J ΔW 1288 J ΔQ 1288 1932 ΔQ 3220 J Para o ciclo completo ΔU 0 ΔQ ΔW ΔU ΔQ ΔW Wtotal W12 W23 W31 0 1807 1288 519 J Qtotal Q12 Q23 Q31 3740 0 3220 520 J b Se P1 10 atm calcule P2 P3 V2 e V3 PV nRT V1 V2 nRTP 10831300101325 V2 00246 m³ Para o ponto 2 P2 nRTV 1083160000246 202650 Pa 20 atm Para o ponto 3 P3 P1 10 atm V3 nRTP 10831455101325 V3 00373 m³ dQ dU dW No ciclo completo dU 0 dQ dW dW é a área do triângulo negativa pois o ciclo ocorre em sentido antihorário dQ 3 20 60 J