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[obm-l] TERMODINÂMICA
Veja meus comentários intercalados na solução,
entre linhas de ********.
JF
----- Original Message -----
Sent: Sunday, May 11, 2003 3:26 PM
Subject: [obm-l] Re: [obm-l] Re: [obm-l]
TERMODINÂMICA
>
>
>
> >From: SiarJoes@aol.com> >Reply-To:
obm-l@mat.puc-rio.br> >To:
obm-l@mat.puc-rio.br>
>Subject: Re: [obm-l] Re: [obm-l] TERMODINÂMICA
> >Date: Fri, 9 May
2003 22:02:40 EDT
> >
> >só de tentar eu agradeço:
>
>
> > > Um gás perfeito está contido em uma câmara cilíndrica
tampada por um
> >êmbolo
> > > de 0,50 kg. A área de base
da câmara mede 100m². O êmbolo desliza
> > > verticalmente, com
velocidade constante e sem atrito, pela ação do seu
> > > próprio
peso, reduzindo a altura da coluna gasosa de 20 cm para 15 cm.
> > >
Estando o gás inicialmente a 27°C, determine(g=10m/s²):
> > > a) o
trabalho realizado sobre o gás
> > > b) variação da temperatura do
gás
> > >
> >
> >
> >
> > >
Grato
> > > Junior
>
>
> Bem, o enunciado não
disse se o êmbolo se move livremente (não há atrito),
*****************
O enunciado diz explicitamente que o êmbolo desliza
sem atrito
******************
> porém acredito que isto deva ser
considerado, pois o enunciado menciona
> velocidade constante. Como a
área da câmara é constante, não poderá haver
> variação da
pressão.
******************
O que faz com que não haja variação da pressão é o
fato do êmbolo deslisar com velocidade constante.
Fora isso, uma câmara tem volume e não
área.
*******************
> Considerando que o cilindro esteja no
vácuo (se considerar a pressão
> atmosférica, adicionar 100000
Pa)
>
> a) 1) velocidade constante -> Força peso (êmbolo) =
força exercida pelo gás
> dentro do cilindro
> Peso = Pressão X
área (Pressão =F/A)
> 5N = P. 100 -> P=0,05 Pa
>
> Sendo a
pressão constante, você poderá usar a fórmula
> Trabalho= Variação do
volume X pressão (isto é facilmente visualizado num
> gráfico P X V
)
> Logo, T = -0,005 x 0,05 -> T=-0,00025 J
*************************
É mais simples partir da definição de
trabalho:
W = força x deslocamento
no caso,
força = peso do êmbolo = massa x g = 0,50 kg x 10
m/s^2 = 5 N
deslocamento = 5 cm = 0,05 m
logo,
W = 5 N x 0,05 m = 0,25 J
***************************
>
> b) Sendo um gás ideal e a pressão
constante
>
> V/ T = cte -> 0,2 m/ 300 K = 0,15m/ T -> T=225
K
>
>
*****************************
O que é um resultado surpreendente: o sistema
recebeu 0,25 J de energia, mas sua temperatura abaixou. Tal sistema
não existe na prática. Para existir, faltou ser dito que o conjunto estava
dentro de uma câmara frigorífica, e neste caso a energia retirada em forma de
calor é reposta na forma do deslizamento do êmbolo, já que a Primeira Lei da
Termodinâmica não pode ser violada, sob pena do universo em que vivemos
acabar.
Se fosse um sistema real, a pressão interna teria
aumentado, e qualquer deficiência de aumento para manter pV constante seria
compensada com _aumento_ da temperatura. Como exemplo prático, veja uma
bomba para encher bolas ou pneus. No fim de algum tempo de funcionamento sua
temperatura aumenta (ela "fica quente").
******************************