Dissertativa 2 - 2ª Fase - Dia 3 - IME 2027

Gabarito

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  • Resolução pendente

  • ANL

    Questão anulada

  • S/A

    Sem alternativas

Questão 2

Dissertativa
2

Um sistema, composto por um mol de um gás ideal, está em um estado inicial a uma pressão P1, volume V1 e temperatura T1. Tal sistema sofre mudança de estado em quatro etapas:
• Etapa I - compressão lenta e isotérmica a P2, V2.
• Etapa II - compressão muito rápida a P3, V3,T3.
• Etapa III - expansão lenta e isotérmica a P4, V4.
• Etapa IV - expansão muito rápida de volta ao estado inicial a P1,V1, T1.
A segunda e a quarta etapas são tão rápidas que não há troca de calor entre o sistema e o ambiente.
Diante do exposto:
a) esboce o gráfico P x V do processo descrito, identificando as etapas.
b) considerando que W1, W2, W3 e W4 são os trabalhos em cada etapa, mostre que o trabalho total no processo descrito se reduz a Wtot=W1+W3

Resolução:

a) Do enunciado, tem-se:

1 → 2: Etapa I2 → 3: Etapa II3 → 4: Etapa III4 → 1: Etapa IV

b) W2 é o trabalho de compressão adiabática

∆U2 =  Q20 + W2 → W2 = ∆U2 = n · CV · T3 - T1

W4 é o trabalho de compressão adiabática

∆U4 =  Q40 + W4 → W4 = ∆U4 = n · CV · T1 - T3 = -W2

Wtotal = W1 + W2 + W3 + W4 = W1 + W2 + W3 - W2 = W1 + W3

onde W1 = -nRT1lnV2V1 e W3 = -nRT3lnV4V3

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