Exercício Processos Termodinamicos Resolvido Fisica2-2022 2

3) Suponha que 4 moles de um gás diatômico, com rotação molecular, mas sem oscilação, sofram um aumento de temperatura de 60 K em condições de pressão constante. Determine: a) a energia transferida na forma de calor para o gás e b) o trabalho realizado pelo gás; e c) a variação da energia de translação do gás e d) a variação da entropia (ΔS). 4) O diagrama abaixo representa possíveis processos termodinâmicos de 3 moles de um gás monoatômico ideal. Os caminhos AD e DE são processos adiabáticos. Calcule: a) (o valor de) b) o trabalho, c) ao longo do processo ABC, d) a diferença entre ΔS pelo caminho ABC e pelo caminho ADC. (a) Como o gás é monoatômico, seu grau de liberdade é 3, logo Cv = 3/2 R, Cp = 5/2 R => γ = Cp / Cv = 5/3 P, atm 4 2 A B 1 E 4,01 8,71 9,21 20 V, L Como BC é adiabático: PVγ = cte: Po.Voγ = Pc.Vcγ => Vb = Vc.(Pc/Po)^(1/γ) Vb = 20.(1/4)^(3/5) = 8,71 L Analogamente: Pa.Vaγ = Po.Voγ => Vo = Va.(Pa/Po)^(3/5) = 41,01.4^(3/5) ≈ 9,21 L (b) Em ABC: Wabc = Wab + Wbc => P.V.ΔVa->b - nc.Cv.Δt => Wabc = 4.10^5.(8,71 - 4,01).10^-3 - nC.3/2.R [(PA.va - PVb) / nR] => Wabc = 1,88.10^3 + 3/2.(10^5.20.10^-5 - 4.10^5.8,71.10^-3) => Wabc = 1,88.10^3 + 2,27.10^3 => Wabc = 4,15 Kj Qabc = Qab + Qbc = n.Cp.Δt = nCp[(PA.va) / nR - (PAVa) / nR] => Qabc = nc.5/2*R[(PA.Va - PA.VA) / nR] => Qabc = 5.2.10^5(8,71 - 4,01).10^-3 => Qabc = 4,7 kJ (c) ΔS_ciclo (ABCD) = ΔS_ABC + ΔS_CDA = 0 ; ΔS_CDA = - ΔS_ADC, logo ΔS_ABC - ΔS_ADC = 0