Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE
JANEIRO, 1996.
FÍSICA 2
CAPÍTULO 22 - ENTROPIA E A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
10. Num ciclo de Carnot, a expansão isotérmica de um gás ideal acontece a 400 K e a compressão
isotérmica a 300 K. Durante a expansão, 500 cal de calor são transferidas pelo gás. Calcule (a) o
trabalho realizado pelo gás durante a expansão isotérmica; (b) o calor rejeitado pelo gás durante
a compressão isotérmica e (c) o trabalho realizado pelo gás durante a compressão isotérmica.
(Pág. 258)
Solução.
Considere o seguinte esquema da situação:
p
Q1
1
4
2
3
T1
T3
Q3
V
(a) A expansão isotérmica corresponde à etapa 1 do ciclo. Nessa etapa, a variação de energia interna
do sistema é zero. Logo:
∆Eint,1 = Q1 − W1 = 0
W1 = Q1
O problema forneceu o calor transferido durante a expansão do sistema, que corresponde às etapas 1
e 2. Mas a etapa 2 é adiabática, o que implica em Q2 = 0. Logo:
W1 = 500 cal
(b) Num ciclo de Carnot, temos:
QQ
QF
=
TQ
TF
O que no presente problema corresponde a:
Q1
Q3
=
Q3
=
T1
T3
Q1 T3
=
T1
K)
( 500 cal )( 300=
( 400 K )
375 cal
Q3 = −375 cal
(c) A etapa 3 também é isotérmica, logo:
∆Eint,3 = Q3 − W3 = 0
W3 = Q3
________________________________________________________________________________________________________
Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 22 – Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica
1
Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
W3 = −375 cal
________________________________________________________________________________________________________
Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 22 – Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica
2