Exercícios Resolvidos Termodinâmica - Gás Ideal, Processos Termodinâmicos e Cálculo de Trabalho

7 1 g de gás hélio com CV 32 R inicialmente nas condições NTP é submetida aos seguintes processos i Expansão isotérmica até o dobro do volume inicial ii Aquecimento a volume constante absorvendo 50 cal iii Compressão isotérmica até voltar ao volume inicial a Represente os processos no plano P V indicando P em atm V em l e T em K associado a cada ponto b Calcule ΔU e ΔW para os processos i ii e iii 8 Um mol de um gás ideal descreve o ciclo ABCDA representado na Fig P2 no plano P V onde T1 e T T2 são isotermas Calcule o trabalho total associado ao ciclo em função de P0 V0 T1 e T2 9 Um mol de gás hélio com CV 32 R inicialmente a 10 atm e 0C sofre uma expansão adiabática reversível até atingir a pressão atmosférica como primeiro estágio num processo de liquefação do gás a Calcule a temperatura final em C b Calcule o trabalho realizado pelo gás na expansão 10 1 l de H2 para o qual γ75 à pressão de 1 atm e temperatura de 27C é comprimido adiabaticamente até o volume de 05 l e depois resfriado a volume constante até voltar à pressão inicial Finalmente por expansão isobárica volta à situação inicial a Represente o processo no plano P V indicando P atm V l e TK para cada vértice do diagrama b Calcule o trabalho total realizado c Calcule ΔU e ΔQ para cada etapa 11 Um mol de um gás ideal com CV 32 R a 17C tem sua pressão reduzida à metade por um dos quatro processos seguintes i a volume constante ii isotermicamente iii adiabaticamente iv por expansão livre Para um volume inicial Vi calcule para cada um dos quatro processos o volume e a temperatura finais ΔW e ΔU 12 No método de Rüchhardt para medir γ CPCV do ar usase um grande frasco com um gargalo cilíndrico estreito de raio a aberto para a atmosfera p0 pressão atmosférica no qual se ajusta uma bolinha metálica de raio a e massa m Na posição de equilíbrio O da bolinha o volume de ar abaixo dela no frasco é V Fig P3 a Calcule a força restauradora sobre a bolinha quando ela é empurrada de uma distância x para baixo a partir do equilíbrio o movimento sendo suficientemente rápido para que o processo seja adiabático Mostre que a bolinha executa um movimento harmônico simples e calcule o período τ em função de a m V p0 e γ b Numa