Questões de 1ª Lei da Termodinâmica (Física)

Dois gases ideais A e B estão confinados em uma câmara dividida por um êmbolo móvel que não permite a mistura dos gases. Ambos os lados da câmara estão isolados termicamente do ambiente. O gás A está inicialmente a uma temperatura T_A e o gás B a uma temperatura T_B. O êmbolo é movido lentamente para comprimir o gás A e expandir o gás B sem troca de calor com o ambiente. Considere que a energia interna dos gases depende apenas da temperatura.

Assinale a alternativa CORRETA que apresente a relação correta para o trabalho W realizado sobre o sistema formado pelos gases A e B:

Diz que a energia total de um sistema isolado se conserva. Em outras palavras, um sistema (ou subsistema) só pode ganhar certa quantidade de energia se um outro vier a ceder a mesma quantidade. Ou seja, estabelece uma relação entre trabalho, calor e energia, identificando trabalho e energia como formas de transporte de energia de um sistema a outro. O trecho refere-se à:

O calor é considerado uma energia em trânsito, ou seja, uma energia que está sendo transferida de um corpo para outro em função da diferença de temperatura entre eles, sendo que a temperatura entre os corpos se iguala quando ocorre a transferência de energia de um corpo mais frio para um corpo menos frio.

A figura abaixo representa um ciclo fechado para um gás (a figura não está desenhada em escala). O módulo da variação da energia interna do gás ao se mover de a para c ao longo do caminho abc é de 220 J. Ao se mover de c para d, 160 J devem ser transferidos para ele como calor. Uma transferência adicional de 100 J como calor é necessária enquanto se move de d para a. Quanto trabalho é realizado pelo gás ao se mover de c para d?

Imagine que você está no laboratório de Física do IFTO em 2024 e precise realizar um experimento em que a energia interna U de determinada quantidade de um material gasoso (considerado um gás ideal) está dentro de um recipiente e é diretamente proporcional à temperatura T, é possível calcular seu valor com a expressão (U = 12,4T). Expresse a energia em joules e a temperatura em kelvins. Se no início do processo o gás estava a uma temperatura de T = 190 K, considerando a transformação com volume constante, e recebendo posteriormente 980 J de uma fonte de calor, sua temperatura final será: