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[obm-l] TERMODIN�MICA
Veja meus coment�rios intercalados na solu��o,
entre linhas de ********.
JF
----- Original Message -----
Sent: Sunday, May 11, 2003 3:26 PM
Subject: [obm-l] Re: [obm-l] Re: [obm-l]
TERMODIN�MICA
>
>
>
> >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] TERMODIN�MICA
> >Date: Fri, 9 May
2003 22:02:40 EDT
> >
> >s� de tentar eu agrade�o:
>
>
> > > Um g�s perfeito est� contido em uma c�mara cil�ndrica
tampada por um
> >�mbolo
> > > de 0,50 kg. A �rea de base
da c�mara mede 100m�. O �mbolo desliza
> > > verticalmente, com
velocidade constante e sem atrito, pela a��o do seu
> > > pr�prio
peso, reduzindo a altura da coluna gasosa de 20 cm para 15 cm.
> > >
Estando o g�s inicialmente a 27�C, determine(g=10m/s�):
> > > a) o
trabalho realizado sobre o g�s
> > > b) varia��o da temperatura do
g�s
> > >
> >
> >
> >
> > >
Grato
> > > Junior
>
>
> Bem, o enunciado n�o
disse se o �mbolo se move livremente (n�o h� atrito),
*****************
O enunciado diz explicitamente que o �mbolo desliza
sem atrito
******************
> por�m acredito que isto deva ser
considerado, pois o enunciado menciona
> velocidade constante. Como a
�rea da c�mara � constante, n�o poder� haver
> varia��o da
press�o.
******************
O que faz com que n�o haja varia��o da press�o � o
fato do �mbolo deslisar com velocidade constante.
Fora isso, uma c�mara tem volume e n�o
�rea.
*******************
> Considerando que o cilindro esteja no
v�cuo (se considerar a press�o
> atmosf�rica, adicionar 100000
Pa)
>
> a) 1) velocidade constante -> For�a peso (�mbolo) =
for�a exercida pelo g�s
> dentro do cilindro
> Peso = Press�o X
�rea (Press�o =F/A)
> 5N = P. 100 -> P=0,05 Pa
>
> Sendo a
press�o constante, voc� poder� usar a f�rmula
> Trabalho= Varia��o do
volume X press�o (isto � facilmente visualizado num
> gr�fico P X V
)
> Logo, T = -0,005 x 0,05 -> T=-0,00025 J
*************************
� mais simples partir da defini��o de
trabalho:
W = for�a x deslocamento
no caso,
for�a = peso do �mbolo = 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 g�s ideal e a press�o
constante
>
> V/ T = cte -> 0,2 m/ 300 K = 0,15m/ T -> T=225
K
>
>
*****************************
O que � um resultado surpreendente: o sistema
recebeu 0,25 J de energia, mas sua temperatura abaixou. Tal sistema
n�o existe na pr�tica. Para existir, faltou ser dito que o conjunto estava
dentro de uma c�mara frigor�fica, e neste caso a energia retirada em forma de
calor � reposta na forma do deslizamento do �mbolo, j� que a Primeira Lei da
Termodin�mica n�o pode ser violada, sob pena do universo em que vivemos
acabar.
Se fosse um sistema real, a press�o interna teria
aumentado, e qualquer defici�ncia de aumento para manter pV constante seria
compensada com _aumento_ da temperatura. Como exemplo pr�tico, veja uma
bomba para encher bolas ou pneus. No fim de algum tempo de funcionamento sua
temperatura aumenta (ela "fica quente").
******************************