Questão 20
UNESP 2014
(UNESP - 2014 - 2 FASE) A figura representa um cilindro contendo um gás ideal em três estados, 1, 2 e 3, respectivamente.
No estado 1, o gás está submetido à pressão P1 = 1,2 × 105 e ocupa um volume V1 = 0,008 m3 à temperatura T1. Acende-se uma chama de potência constante sob o cilindro, de maneira que ao receber 500 J de calor o gás sofre uma expansão lenta e isobárica até o estado 2, quando o êmbolo atinge o topo do cilindro e é impedido de continuar a se mover. Nesse estado, o gás passa a ocupar um volume V2 = 0,012 m3 à temperatura T2.
Nesse momento, o êmbolo é travado de maneira que não possa mais descer e a chama é apagada. O gás é, então, resfriado até o estado 3, quando a temperatura volta ao valor inicial T1 e o gás fica submetido a uma nova pressão P3.
Considerando que o cilindro tenha capacidade térmica desprezível, calcule a variação de energia interna sofrida pelo gás quando ele é levado do estado 1 ao estado 2 e o valor da pressão final P3.
Gabarito:
Resolução:
Podemos aplicas a equação dos gases, tal que:
A transformação é isobárica de 1 para 2, portanto:
Pela 1ª Lei da Termodinâmica: