Questão 12

ESPCEX 2014

Física

(EsPCEx - 2014)

Em uma fábrica, uma máquina térmica realiza, com um gás ideal, o ciclo FGHIF no sentido horário, conforme o desenho abaixo. As transformações FG e HI são isobáricas, GH é isotérmica e IF é adiabática. Considere que, na transformação FG, 200 kJ de calor tenham sido fornecidos ao gás e que na transformação HI ele tenha perdido 220 kJ de calor para o meio externo.

A variação de energia interna sofrida pelo gás na transformação adiabática IF é

-40 kJ

-20 kJ

15 kJ

25 kJ

30 kJ

Gabarito:

15 kJ

Resolução:

I) Para FG e HI, temos que:

$au = pDelta V$

$Delta U = au - Q$

FG:

$au _{FG} = 2cdot 10^{5} (0,5 - 1,5) = 70 kJ$

$Delta U = U_{G} - U_{F} = 200 - 70 = 130 kJ$

HI:

$au _{HI} = 1 cdot 10^{5} cdot (0,25 - 1) = -75 kJ$

$Delta U_{HI} = U_{I} - U_{H} = -220 - (-75) = -145 kJ$

II) Para GH (isotérmas):

$Delta U_{GH} = 0$

$U_{H} - U_{G} = 0 Rightarrow U_{H} = U_{G}$

$Delta U_{IF} = U_{F} - U_{I}$

$Delta U_{IF} = (U_G - 130) - (U_{H} - 145)$

$Delta U_{IF} = U_{G} - U_{H} + 15$

$Delta U_{IF} = cancel {U_{G} - U_{H}} + 15 = 15 kJ$

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