Em um processo adiabático o gás realizará um trabalho maior comparado a um processo isotérmico

​A figura a seguir mostra, em escala, o diagrama P V que descreve dois processos, A e B, que uma certa amostra de gás ideal pode sofrer a partir do mesmo estado inicial 1. O processo A leva o gás para o estado final 2, enquanto o processo B o leva ao estado final 3. Os estados 2 e 3 apresentam a mesma temperatura. Considere: A variação de energia interna do gás, ∆ E, o calor recebido pelo gás, Q, e o trabalho realizado sobre o gás, W. A comparação correta dos valores dessas grandezas (dos valores com o sinal, não dos módulos dos valores!) nos dois caminhos é</p> <p><svg xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" width="51.719ex" height="3.343ex" style="vertical-align:-1.171ex" viewbox="0 -934.9 22267.7 1439.2" role="img" focusable="false" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" aria-labelledby="MathJax-SVG-1-Title"> <title> A   ​   ∆ E A ​   =   ∆ E B   ​   ;   Q A ​   =   Q ​ B     ​   ;   W ​ A ​   = W ​ B     </p> <p><svg xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" width="53.639ex" height="3.343ex" style="vertical-align:-1.171ex" viewbox="0 -934.9 23094.7 1439.2" role="img" focusable="false" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" aria-labelledby="MathJax-SVG-1-Title"> <title> B   ​   ∆ E A   ​   =   ∆ E ​ B   ​   ;   Q A ​     >   Q ​ B     ​   ;   W A ​     <   W B     C   ​   ∆ E ​ A   ​   =   ∆ E ​ B   ​   ;   Q A ​     <   Q B     ​   ;   W A ​     <   W ​ B   D   ​ ∆ E A   ​   >   ∆ E B ​   ;   Q A ​     =   Q ​ B     ​   ;   W A ​     >   W ​ B     <defs aria-hidden="true"> <g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="matrix(1 0 0 -1 0 0)" aria-hidden="true"> </g></defs> ( E )   ​   ∆ E A   <   ∆ E B ​   ;   Q A ​     =   Q ​ B     ​   ;   W ​ A ​     <   W ​ B     ​

Para aumentar em 10,0​ ° C a temperatura de uma amostra de gás ideal, são necessários 8   k J de calor quando o gás é mantido a volume constante, e 9,0   k J quando o gás é mantido a pressão constante. Dados: R = 8,314   J / m o l . K ( a ) Qual é a constante adiabática γ deste gás? ( A )   0,842 ;   ( B )   0,889 ;     ( C )   1,12 ;   ( D )   1,19 ;           ( E )   1,29 ;   ( F )   1,40 ;     ( G )   1,67 . ( b )  Essa quantidade de gás corresponde a quantos moles? A   4,0     B   6 , 4     C   8,0     D   10 E   12,0     ( F )   1 4,0 G   18. </p> <p>​</p> </h2></a><a target="_self">Ver solução completa<svg stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" viewbox="0 0 512 512" height="1em" width="1em" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"><path d="M432,320H400a16,16,0,0,0-16,16V448H64V128H208a16,16,0,0,0,16-16V80a16,16,0,0,0-16-16H48A48,48,0,0,0,0,112V464a48,48,0,0,0,48,48H400a48,48,0,0,0,48-48V336A16,16,0,0,0,432,320ZM488,0h-128c-21.37,0-32.05,25.91-17,41l35.73,35.73L135,320.37a24,24,0,0,0,0,34L157.67,377a24,24,0,0,0,34,0L435.28,133.32,471,169c15,15,41,4.5,41-17V24A24,24,0,0,0,488,0Z" /></svg></a></div><div><a target="_blank" href="https://www.respondeai.com.br/conteudo/primeira-lei-da-termodinamica-em-gases/exercicios/figura-seguir-mostra-escala-diagrama-descreve-dois-processos-certa-amostra-13787"><h2><p>​A figura a seguir mostra, em escala, o diagrama <svg xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" width="3.533ex" height="2.176ex" style="vertical-align:-0.338ex" viewbox="0 -791.3 1521 936.9" role="img" focusable="false" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" aria-labelledby="MathJax-SVG-1-Title"> <title> P V que descreve dois processos, <svg xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" width="1.743ex" height="2.176ex" style="vertical-align:-0.338ex" viewbox="0 -791.3 750.5 936.9" role="img" focusable="false" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" aria-labelledby="MathJax-SVG-1-Title"> <title> A e B, que uma certa amostra de gás ideal pode sofrer a partir do mesmo estado inicial 1. O processo A leva o gás para o estado final 2, enquanto o processo B o leva ao estado final 3. Os estados 2 e 3 apresentam a mesma temperatura. Considere: A variação de energia interna do gás, ∆ E, o calor recebido pelo gás, Q, e o trabalho realizado sobre o gás, W. A comparação correta dos valores dessas grandezas (dos valores com o sinal, não dos módulos dos valores!) nos dois caminhos é</p> <p><svg xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" width="3.62ex" height="2.843ex" style="vertical-align:-0.838ex" viewbox="0 -863.1 1558.5 1223.9" role="img" focusable="false" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" aria-labelledby="MathJax-SVG-1-Title"> <title> a   Para a variação de energia:</p> <p><svg xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" width="73.954ex" height="3.343ex" style="vertical-align:-1.171ex" viewbox="0 -934.9 31841.4 1439.2" role="img" focusable="false" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" aria-labelledby="MathJax-SVG-1-Title"> <title> A   ∆ E A ​   =   ∆ E B   ​   ;       B ​   ∆ E A   <   ∆ E B ​   ;       C     ​ ∆ E A   ​   >   ∆ E B ​   ;   b  Para o trabalho realizado sobre o gás A W ​ A ​   = W ​ B     ; B   W A ​     <   W B ;   C   W A ​     >   W ​ B c  Para o calor recebido pelo gás A   Q A ​   =   Q ​ B     ​   ;     B   Q A ​     <   Q B     ​   ;     C   Q A ​     >   Q ​ B     ​   ;

Considere 4 pontos no diagrama p   x   V  com as seguintes pressões e volumes. Ponto A:(2 P 0 , V 0 ); Ponto B: ( 2 P 0 ,2 V 0 ); Ponto C: ( P 0 ,2 V 0 ); Ponto D: ( P 0 , V 0 ). Considere que n   m o l s de um gás ideal sejam colocados para realizar os seguintes ciclos: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); Ciclo Z 1 : o gás passa por uma expansão isobárica do ponto A até o ponto B, e depois por um processo isocórico do ponto B para o ponto C. Em seguida, é comprimido isobaricamente do ponto C para o ponto D e finalmente retorna isocoricamente ao ponto A.Ciclo Z 2 : o gás passa por uma expansão isobárica do ponto A ate o ponto B, e depois por um processo isocórico do ponto B para o ponto C. Finalmente, o gás é comprimido isotermicamente do ponto C para o ponto A.Ainda com relação aos ciclos, assinale a opção CORRETA:No ciclo Z 1 , o calor trocado no trecho B → C é positivo.No ciclo Z 2 , o calor trocado no trecho C → A é negativo.No ciclo Z 2 , a variação de energia térmica no trecho C → A é negativa.No ciclo Z 2 , o trabalho realizado pelo sistema no trecho A → B é negativo e no trecho C → A é positivo.No ciclo Z 1 , a energia termica diminui no trecho D → A.

8. Um gás ideal poliatômico contendo 2,70 mols tem sua temperatura aumentada de 25   ° C para 45   ° C a pressão constante. Determine o trabalho realizado pelo gás e a energia média (translação + rotação) por molécula do gás no final do processo termodinâmico. Considere a constante de Boltzmann 1,38 × 10 - 23   J / K. a. W = 0,407 × 10 3   J e E c i n m é d = 1,48 × 10 - 20   J b. Nenhuma das alternativas c. W = 0 , 706 × 10 3   J e E c i n m é d = 1,4 0 × 10 - 20   J d. W = 0,4 49 × 10 3   J e E c i n m é d = 1 , 32 × 10 - 20   J e. W = 0 , 898 × 10 3   J e E c i n m é d = 1,4 0 × 10 - 20   J f. W = 0 , 1 7 4 × 10 3   J e E c i n m é d = 1 , 36 × 10 - 20   J g. W = 0 , 673 × 10 3   J e E c i n m é d = 1 , 36 × 10 - 20   J h. W = 0 , 349 × 10 3   J e E c i n m é d = 1,48 × 10 - 20   J

3. Considere um gás ideal poliatômico em uma certa quantidade de tal forma que n R = 2,00   J / K, onde n é o número de mol. Inicialmente o gás se encontra a uma pressão p A e um volume V A e logo em seguida é realizado um processo adiabático (no gráfico representado pela curva contínua em azul) até o ponto B com pressão p B e volume V B . Depois é realizado um segundo processo a volume constante (no gráfico representado pela seta contínua em vermelho) até o ponto C que possuí uma pressão p C . A troca de calor no processo a volume constante é Q B C = - 300   J (o sinal indica perda de calor).Qual a temperatura do ponto C, T C ?Dados: ρ A = 80,0   P a ρ B = 60,0   P a V A = 3,00   m 3 a. T C = 49,5   K b. T C = 100   K c. T C = 110   K d. T C = 45,7   K e. T C = 62,6   K f. Nenhuma das alternativas g. T C = 50,0   K h. T C = 61,7   K

A figura mostra quatro trajetórias em um diagrama p - Vao longo das quais um gás pode ser levado de um estado ipara um estado f. Ordene as trajetórias de acordo com o valor absoluto da energia transferida na forma de calor entre o gás e o ambiente, começando pelo maior.(a) Todas empatadas (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); (b) 1 e 2 empatadas, depois 3, 4(c) 1 ,   2 ,   3 ,   4(d) 4 ,   3 ,   2 ,   1(e) 2 ,   3 ,   4 ,   1

Considere os seguintes processos reversíveis em um gás ideal: (I) uma expansão a pressão constante, (II) uma expansão adiabática e (III) um aumento de pressão a volume constante. O que acontece com a temperatura do gás nesses três processos?a) (I) diminui, (II) não muda, (III) aumentab) (I) aumenta, (II) aumenta, (III) diminuic) (I) diminui, (II) não muda, (III) diminuid) (I) aumenta, (II) não muda, (III) diminuie) (I) aumenta, (II) diminui, (III) aumentaf) (I) aumenta, (II) não muda, (III) aumentag) (I) diminui, (II) aumenta, (III) não mudah) (I) não muda, (II) não muda, (III) não muda

Partindo de um estado de equilíbrio ( P o , V o ), um gás ideal sofre uma expansão realizandotrabalho W. Se este processo for isotérmico, o gás atinge o estado ( P i , V i ), caso este sejaadiabático, o estado final é ( P a , V a ). Considerando que a mesma quantidade de trabalhofoi realizada em ambos os processos, pode-se afirmar que P a < P i   ,   V a > V i   ,   T a < T i P a < P i   ,   V a > V i   ,   T a > T i P a < P i   ,   V a < V i   ,   T a > T i P a > P i   ,   V a < V i   ,   T a < T i P a > P i   ,   V a > V i   ,   T a < T i P a < P i   ,   V a > V i   ,   T a = T i P a > P i   ,   V a < V i   ,   T a = T i

Enunciado para as questões 10 a 12: Um gás ideal monoatômico sofre uma expansão isotérmica do ponto A para o ponto B, segundo o diagrama pV abaixo. Depois, ele é resfriado a volume constante até o ponto C. A seguir, ele é comprimido isobaricamente até o ponto D e finalmente é aquecido e retorna ao ponto A isocoricamente.Dados: V A = V D = 2,00   L; p A = 10,0   a t m; p C = 2,00   a t m; V B = V C = 4,00   L; T A = 327   ° C11 - Qual é a pressão do gás no ponto B? 5,0   a t m 10,0   a t m 20,0   a t m 15,0   a t m 30,0   a t m

Enunciado para as questões 10 a 12: Um gás ideal monoatômico sofre uma expansão isotérmica do ponto A para o ponto B, segundo o diagrama pV abaixo. Depois, ele é resfriado a volume constante até o ponto C. A seguir, ele é comprimido isobaricamente até o ponto D e finalmente é aquecido e retorna ao ponto A isocoricamente.Dados: V A = V D = 2,00   L; p A = 10,0   a t m; p C = 2,00   a t m; V B = V C = 4,00   L; T A = 327   ° C10 - Qual é a variação de Energia Térmica do gás entre A e B? 13,0 × 10 3   J Z e r o 3,10 × 10 3   J 4,20 × 10 3   J 55,0 × 10 3   J

5. Um gás ideal O 2 , sofre um processo termodinâmico de compressão descrito pela figura abaixo. A pressão e o volume inicial são 1,35   a t m e 0,235   m 3 . A pressão final é 2,70   a t m. Qual é o trabalho realizado pelo gás? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); a. - 1,75 × 10 4   J b. - 3 , 7 6 × 10 4   J c. - 1 , 33 × 10 4   J d. Nenhuma das alternativas e. - 1 , 99 × 10 4   J f. - 1 , 83 × 10 4   J g. - 2,85 × 10 4   J h. - 2 , 7 6 × 10 4   J

4. Considere um gás ideal poliatômico em uma certa quantidade de tal forma que n R = 2,00   J / K, onde n é o número de mol. Inicialmente o gás se encontra a uma pressão p A e um volume V A e logo em seguida é realizado um processo adiabático (no gráfico representado pela curva contínua em azul) até o ponto B com pressão p B e volume V B . Depois é realizado um segundo processo a volume constante (no gráfico representado pela seta contínua em vermelho) até o ponto C que possuí uma pressão p C . A troca de calor no processo a volume constante é Q B C = - 300   J (o sinal indica perda de calor).Qual a temperatura do ponto C, T C ?Dados: ρ A = 150   P a ρ B = 80,0   P a V A = 1 , 2 0   m 3 a. T C = 9 0 , 5   K b. T C = 77,0   K c. T C = 33,5   K d. T C = 45 , 9   K e. T C = 50,0   K f. T C = 62,3   K g. Nenhuma das alternativas h. T C = 26,9   K

Um gás de moléculas de nitrogênio ( N 2 ) ocupa um volume V i = 1,0 × 10 3   c m 3 à temperatura de T i = 600   K. Sabe-se que existem 12,0 × 10 20   m o l é c u l a s / c m 3 no volume ocupado pelo gás. Considere o gás ideal (dado: 1   m o l de N 2 tem massa igual a 28   g).Determine o número n de mols da amostra.Determine a energia cinética média (translação + rotação) por molécula do gás.Determine, a partir da energia cinética média de translação, a velocidade quadrática média das moléculas do gás.O gás, nas mesmas condições iniciais acima, é agora submetido a uma expansão em que a pressão aumenta linearmente com o volume. A pressão e o volume no estado final são duas vezes maiores que no inicial ( V f = 2 V i e p f = 2 p i ).Esboce o diagrama p × V do processo termodinâmico e obtenha, em função de n, R e T i , o trabalho realizado pelo gás e o calor fornecido ao gás nesse processo.Dados: N A = 6,0 × 10 23 m o l - 1 k = 1,38 × 10 - 23   J / K

(Cap 19 – Prob 46) Três moles de gas argônio (considerado um gas ideal) originalmente a uma pressão de 1,50 × 10 4   P a e a um volume de 0,0280   m 3 são aquecidos e expandidos sob pressão constante até um volume de 0,0435   m 3 , depois aquecidos a volume constante ate que a pressão atinja 3,50 × 10 4   P a, aseguir resfriados e comprimidos à pressão constante até que o volume volte a ser 0,0280   m 3 e, finalmente, resfriados a volume constante até que a pressão volte ao valor original de 1,50 × 10 4 . a) Desenha o diagrama P V desse ciclo. b) Calcule o trabalho total realizado pelo gas ou sobre o gas durante o ciclo. c) Calcule o calor total trocado com o meio ambiente. O gás ganha ou perde calor, no final das contas?

Um recipiente cilíndrico, que tem área de base A o = 0,3233   m 2 e altura H o = 1,013 m quando a temperatura é de 273,15 K, é feito de vidro (pyrex) com coeficiente de dilatação linear   α. O recipiente está inicialmente a uma temperatura T i = 273,15   K e contém um único bloco de gelo que ocupa todo seu volume. O sistema recipiente – bloco de gelo está em equilíbrio térmico.PARTE Ia) Determine o calor total que é necessário ceder ao sistema para derreter todo o gelo e obter água no estado líquido à mesma temperatura T i .b) Determine a altura h da água à temperatura T i, no recipiente, uma vez completada a transição de fase.PARTE II - Considere agora que o sistema (recipiente de pirex e água) se encontre na temperatura T i e com água (coeficiente de dilatação volumétrico β) no estado líquido até uma altura h.c) Determine uma expressão literal em função dos dados do problema para a altura máxima inicial h M Á X da água no recipiente de modo que não seja derramada água quando o sistema alcançar temperatura T f > T i .d) Determine a razão entre | Q A | o calor cedido para a água e | Q R | o calor cedido ao recipiente para levar o sistema do item (c) da temperatura inicial T i = 273,15   Katé a temperatura final T f = 373,15. A massa do recipiente de pyrex é 22,522   k g.Dado da questão:

Três cilindros, I, II e III fechados por um êmbolo móvel, contém amostras idênticas de um mesmo gás ideal. A força F que o êmbolo exerce sobre o gás é ajustada de modo que a pressão e o volume iniciais do gás no interior de todos os cilindros sejam Pa e Va respectivamente. Então o gás contido em cada cilindro sofre um processo distinto descrito abaixo e ilustrado no diagrama PV da Figura ao lado. Todos os processos terminam à mesma temperatura T2.I) O gás do cilindro I é aquecido, e o volume da câmera é alterado, mantendo-se o valor da força F inalterado.II) O gás do cilindro II é aquecido mantendo-se a posição do êmbolo inalterada.III) O êmbolo comprime o gás do cilindro III suficientemente rápido para que o calor trocado entre o gás e sua vizinhança seja desprezível.Qual a correspondência correta entre os processos descritos acima e os indicados no diagrama PV da Figura?A) I = ac, II =ab, III=ad B) I = ab, II =ac, III=ad C) I = ad, II =ac, III=abD) I = ad II =ab, III=ac E) I = ab, II =ad, III=ac

Suponha que queremos comprimir uma certa amostra de gás ideal até que ela atinja metade do volume inicial e que podemos fazer isso de três maneiras reversíveis: através de um processo adiabático, de um processo isotérmico ou de um processo isobárico (pressão constante), sempre partindo do mesmo estado inicial. Coloque esses processos na ordem crescente do trabalho exigido de um agente externo para realizar essa compressão (ou seja, ordene do menor trabalho exigido para o maior trabalho exigido). ( a ) Adiabático, isotérmico, isobárico. ( b ) Adiabático, isobárico, isotérmico. ( c ) Isotérmico, adiabático, isobárico. ( d ) Isotérmico, isobárico, adiabático. ( e ) Isobárico, isotérmico, adiabático. ( f ) O trabalho é o mesmo nos três casos.

Um gás ideal O 2, sofre um processo termodinâmico de compressão descrito pela figura abaixo. A pressão e o volume inicial são 1,05 a t m e 0 , 235 m 3 . A pressão final é 2,7 a t m. Qual é o trabalho realizado pelo gás? Considere 1 a t m = 1,01 × 10 5 P a.Escolha uma opção: W = 1,33 × 10 4 J W = 1,76 × 10 4 J W = - 1,83 × 10 4 J W = - 1,76 × 10 4 J W = 2,58 × 10 4 J W = - 1,33 × 10 4 J W = 1,83 × 10 4 JNenhuma das respostas apresentadas

Conteúdos Complementares

Conceitos de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases