Equao Geral do Gases Equao de Clapeyron Processo

Equação Geral do Gases Equação de Clapeyron • Processo isobárico → pressão (p) constante

2. (Unicamp 2017) Fazer vácuo significa retirar o ar existente em um volume fechado.

Energia Interna de um Gás Ideal (U) • Temperatura (T): medida do grau de

• • • Gás é aquecido: T aumenta, U aumenta e ΔU >

• Gás é aquecido T aumenta U aumenta ΔU > 0 • Gás

Trabalho nas transformações gasosas: expansão isobárica Expansão do Gás: τ>0 O gás realiza trabalho

Trabalho nas transformações gasosas: compressão isobárica Agente externo Compressão do Gás: τ<0 Um trabalho

Trabalho nas transformações gasosas: processo isovolumétrico Atenção! Se o volume de o gás não

Trabalho nas transformações gasosas: processos cuja pressão exercida pelo gás é variável

Como um gás pode trocar energia com o ambiente externo? Como variar a energia

Primeiro Princípio da Termodinâmica Se o gás • Recebe calor: • Perde calor: •

3. (Fuvest 2019) No diagrama P x V da figura, A, B e C

4. (Fac. Albert Einstein - Medicina 2019) Para provocar a transformação gasosa ABC representada

Máquinas Térmicas - Rendimento de um motor

5. (Fuvest 2015) Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, AB, BC e

6. A figura ilustra os diversos processos termodinâmicos a que um gás é submetido

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Equação Geral do Gases Equação de Clapeyron • Processo isobárico → pressão (p) constante • Processo isotérmico → temperatura (T) constante • Processo isovolumétrico / isocórico → volume (V) constante S. I.

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2. (Unicamp 2017) Fazer vácuo significa retirar o ar existente em um volume fechado. Esse processo é usado, por exemplo, para conservar alimentos ditos embalados a vácuo ou para criar ambientes controlados para experimentos científicos. A figura abaixo representa um pistão que está sendo usado para fazer vácuo em uma câmara de volume constante Vc = 2, 0 litros. O pistão, ligado à câmara por uma válvula A, aumenta o volume que pode ser ocupado pelo ar em Vp = 0, 2 litros. Em seguida, a válvula A é fechada e o ar que está dentro do pistão é expulso através de uma válvula B, ligada à atmosfera, completando um ciclo de bombeamento. Considere que o ar se comporte como um gás ideal e que, durante o ciclo completo, a temperatura não variou. Se a pressão inicial na câmara é de Pi = 33 Pa, a pressão final na câmara após um ciclo de bombeamento será de a) 30, 0 Pa. b) 330, 0 Pa. c) 36, 3 Pa. d) 3, 3 Pa.

Energia Interna de um Gás Ideal (U) • Temperatura (T): medida do grau de agitação das partículas. • A temperatura é proporcional à energia cinética média das partículas. • Energia Interna (U): É a soma das energias cinéticas das partículas. • Puntiformes (não há rotação: a energia cinética se resume à energia de translação).

• • • Gás é aquecido: T aumenta, U aumenta e ΔU > 0 Gás é resfriado: T diminui, U diminui e ΔU < 0 Gás apresenta temperatura constante: U se mantém constante e ΔU = 0 A energia interna pode ser considerada o “reservatório de energia do gás” Quantidade de calor trocada por um gás ideal (Q) • • • Gás recebe calor: Q > 0 Gás cede calor: Q < 0 Gás não troca calor com o ambiente externo: Q =0 (Processo adiabático)

• Gás é aquecido T aumenta U aumenta ΔU > 0 • Gás é resfriado T diminui U diminui ΔU < 0 • Proc isotérmico T cte U cte ΔU = 0 A energia interna pode ser considerada o “reservatório de energia do gás” Quantidade de calor trocada por um gás ideal (Q) • • • Gás recebe calor: Q > 0 Gás cede calor: Q < 0 Processo adiabático: Gás não troca calor com o ambiente externo: Q =0

Trabalho nas transformações gasosas: expansão isobárica Expansão do Gás: τ>0 O gás realiza trabalho Equação válida para pressão constante O gás cede energia mecânica para o meio sob a forma de trabalho (não calor!)

Trabalho nas transformações gasosas: compressão isobárica Agente externo Compressão do Gás: τ<0 Um trabalho é realizado sobre o gás Equação válida para pressão constante O gás recebe energia mecânica do meio sob a forma de trabalho (não calor!)

Trabalho nas transformações gasosas: processo isovolumétrico Atenção! Se o volume de o gás não varia: τ=0 O gás não recebe e nem cede energia mecânica ao / do meio externo.

Trabalho nas transformações gasosas: processos cuja pressão exercida pelo gás é variável

Trabalho nas transformações gasosas

Como um gás pode trocar energia com o ambiente externo? Como variar a energia interna (U) de um gás? Energia Processo mecânico Processo térmico • Energia térmica • Motivo: diferença de temperatura • Energia Mecânica • Motivo: empurrando ou sendo empurrado Como calcular? ou

Primeiro Princípio da Termodinâmica Se o gás • Recebe calor: • Perde calor: • Não troca calor: Q>0 Q<0 Q=0 (processo adiabático) ΔU = Q - τ

3. (Fuvest 2019) No diagrama P x V da figura, A, B e C representam transformações possíveis de um gás entre os estados I e II. Com relação à variação ΔU da energia interna do gás e ao trabalho W por ele realizado, entre esses estados, é correto afirmar que

3. (Fuvest 2019) No diagrama P x V da figura, A, B e C representam transformações possíveis de um gás entre os estados I e II. n = 1 mol R = 8 J/mol. K P. V=n. R. T Com relação à variação ΔU da energia interna do gás e ao trabalho W por ele realizado, entre esses estados, é correto afirmar que

4. (Fac. Albert Einstein - Medicina 2019) Para provocar a transformação gasosa ABC representada no diagrama P x V em determinada massa constante de gás ideal, foi necessário fornecer-lhe 1400 J de energia em forma de calor, dos quais 300 J transformaram-se em energia interna do gás, devido ao seu aquecimento nesse processo. Considerando não ter havido perda de energia, o trabalho realizado pelas forças exercidas pelo gás no trecho AB dessa transformação foi de a) 600 J b) 400 J c) 500 J d) 1100 J e) 800 J

Máquinas Térmicas - Rendimento de um motor

5. (Fuvest 2015) Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, AB, BC e CA, conforme o diagrama P x V apresentado na figura abaixo. A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte: I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo. II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A. III. Durante a transformação AB o gás recebe calor e realiza trabalho. Está correto o que se afirma em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III.

5. (Fuvest 2015) Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, AB, BC e CA, conforme o diagrama P x V apresentado na figura abaixo. I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo. A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte: I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo. F II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A. III. Durante a transformação AB o gás recebe calor e realiza trabalho. Está correto o que se afirma em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III.

5. (Fuvest 2015) Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, AB, BC e CA, conforme o diagrama P x V apresentado na figura abaixo. II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A. C→A cte A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte: I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo. F II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A. V III. Durante a transformação AB o gás recebe calor e realiza trabalho. Está correto o que se afirma em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III.

5. (Fuvest 2015) Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, AB, BC e CA, conforme o diagrama P x V apresentado na figura abaixo. III. Durante a transformação AB o gás recebe calor e realiza trabalho. A→B cte A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte: I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo. F II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A. V III. Durante a transformação AB o gás recebe calor e realiza trabalho. V Está correto o que se afirma em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. ΔU = Q - τ Q = ΔU + τ ( + ) = (+) + (+) Q>0 O gás recebe calor

6. A figura ilustra os diversos processos termodinâmicos a que um gás é submetido em uma máquina térmica. Os processos AB e DE são isocóricos, EA e CD são adiabáticos, e o processo BC é isobárico. Sabendo que a substância de trabalho dessa máquina é um gás ideal, determine a sua eficiência. Os valores marcados no gráfico indicam as quantidades de calor trocadas pelo gás. a) 10% b) 25% c) 35% d) 50% e) 75%