Exercícios Físicos

Seis 4,19 moles de gás ideal está em um cilindro montado em uma extremidade com um pistão móvel. A temperatura inicial do gás é 27,0 ° C ea pressão é constante. Como parte de um projeto de design da máquina, calcular a temperatura final do gás, uma vez que fez 1.75x10 ³ J de trabalho.
n = 6 moles processo isobárico
T? = 27 ° C
P = CTE.
W = 1,75 * 10 ³ J
PV = nRT
V? = Vf =

W = P (-)

Pf = P? = P

W = (nRTf - nRT?)

NRT + W? = NRTf

Tf =

Tf =
Tf = 335.24K

8,19 Trabalho realizado em um processo cíclico. a) Na figura 19.8a, considere o circuito fechado 1 3 2 4 1. Este é um processo cíclico em que os estados inicial e final são os mesmos. Calcule o trabalho total realizado pelo sistema neste processo e mostrar que é igual à área delimitada pelo ciclo. b) Qual é a relação entre o trabalho feito pelo processo de uma parte (a) e se fez através da alça na direção oposta,
1 4 2 3 1? Explicar.
03/01 Processo isobárica
Isocórica 02/03
04/02 isobárica
Isocórica 01/04

a) Wt = W1-3 + 2 + W2-W3-W4-4 + 1
Wt = P1 (V1-V3) + P2 (V4-V2)
Mas
V4 e V1 = V2 = V3 substituição
Wt = P1 (V2-V1) + P2 (V1, V2) = P1 (V2-V1), P2 (V2-V1)
Wt = (P1-P2) (V2-V1)
b * h

b) isocórica processo 04/01
Isobárica 3-1
Isocórica 03/02
02/04 isobárica
Wt = W1, W4-4 + 2 + 3 + W2-W3-1
Wt = P1 (V1-V3) + P2 (V4-V2
V4 e V1 = V2 = V3
Wt = P1 (V3-Vl) + P2 (V4-V2) =- P1 (V3 + V1) + P2 (V4-V2)
Wt = (-p1 + p2) (V2-V1)
Explicação
A área é a mesma coisa que muda é o sinal
19,17 Um sistema é realizada pelo ciclo da Figura 19,23, a um estado de b e de volta para a. O valor absoluto de transferência de calor durante um ciclo é 7200 J. a) O sistema absorve ou libera calor quando se através da alça na direção indicada na figura? Como você sabe? b) O que faz o sistema funcionar W em um ciclo? c) Se o sistema através do laço no sentido anti-horário ", absorve ou libera calor no ciclo? Quão grande é o calor absorvido ou liberado em um ciclo de horário?





V

a) O calor depende do caminho Q = + absorve o calor é conhecido pelo caminho a - b dá mais calor do que b - a
b) Quando é um ciclo fechado UA = 0 Q = 7200J
QW = Q = UA W
W = 7200J sistema O trabalho faz em seu entorno
c) AB positivo (+) e negativo ba (-)
Negativo não dá nada, mas o calor que ceder
Q = calor aparente 7200J
Q = -7200 = 7200 J magnitude do calor absorve o calor do calort didteme
19,21 Em um experimento para simular condições dentro de um motor de automóvel, 645 J de calor é transferido para 0185 moles de ar contido em um cilindro cujo volume é 40,0 cm ³. No primeiro ar a uma pressão de 3,00 × 10? Pa ea uma temperatura de 780 K. a) Se o volume do cilindro é fixo, o que a temperatura do ar chega a final? Suponha que o ar é quase puro nitrogênio e usar os dados em Tabela 19.1, mas a pressão não é baixa. PV desenhar um gráfico para este processo. b) Calcule a temperatura final do ar se for permitido aumentar o volume do cilindro quando a pressão permanece constante. PV desenhar um gráfico para este processo.
Q = 645J
n = 0.185 mol
V = 40,0 centímetros ³
P? = 3.00x10? Pa
T? = 780k
a) Tf =? Quando o volume é constante
CV = 20,76 mol.K J /
Q = nCvÄT

(Tf-T?) =
Tf =
Tf =
Tf =
167.97K Tf + = 780k
Tf = 947.97K



b Cp) = 29.7J/molK
Q = nCpÄT
AT =
(Tf-T?) =
Tf =
Tf =
Tf = 899,89 K

19,27 A temperatura de 0.150 moles de gás ideal é mantido constante em 77,0 º C, enquanto o seu volume é reduzido a 25,0% do seu volume inicial. A pressão inicial do gás é de 1,25 atm. a) Determine o trabalho realizado pelo gás. B) Determine a variação da energia interna. c) O comércio de gás de calor com o meio ambiente? Em caso afirmativo, quanto? É o gás absorve ou libera calor?
T = ° C 77,0 CTE. T = 77 ° C = 350.16K 273016
n = 0.150mol
Vf = 25% V?
P? = 1.25atm
AU = 0
R = 8.314J/molK
a)
Q = W = nRTLn (Vf / V?)
PV = nRT
V? =
V? =
V? 4.31lt = 31,4 * 10 ¯ ³ m³
Vf = 4,31-75%
1.08lt Vf = 8,1 * 10 ¯ ³ m³
W = nRTLn (Vf / V?)
W = 0.150mol (8.314J/molK) (350.16K) Ln (8,62 * 10 °? M ³ / 3,45 * 10 ¯ ³ m³)

W =- 605,63
O ambiente do trabalho no sistema.

b)
AU = 0, pois é um processo isotérmico
c)
Sim, o gás troca calor com o ambiente
= W = Au Q
W Q <W = 0
Q =- 605,63
O calor liberado é 605.63J

19,30 Um cilindro contém 0,250 moles de dióxido de carbono (CO?) De gás a uma temperatura de 27,0 ° C. O cilindro tem um pistão sem atrito, que mantém uma pressão constante de 1,00 atm sobre o gás. O gás é aquecido até sua temperatura sobe para 127,0 ° C assume que o CO? ser tratado como gás ideal. a) Desenhe um gráfico pV para este processo. b) Quanto trabalho é que o gás nesse processo? c) Em que o trabalho é feito? d) Quando se muda a energia interna do gás? e) Como muito calor é fornecido ao gás? f) Quanto trabalho teria sido incorrido se a pressão teria sido 0,50 atm?
n = 0.250mol
T? = 27,0 ° C 300.16K
CTE P = 1,00 atm.
Tf = 127,0 ° C 400.16K
a) Pv Gráfico

b)
W = P (Vf V?)
PV = nRT
V? =
V? =
V? 6.16Lt = 16,6 * 10 ¯ ³ m³

Vf =

Vf =
Vf 8.21Lt = 8,21 * 10 ¯ ³ m³
W = P (Vf V?)
W = 1,013 * 10? Pa (8,21 * 10 ¯ ³ ³ ³ -6,16 * 10 ¯ m³)
W = 207,7 J

c) o trabalho é no pistão
d) da UA = nCvÄT
T a = Tf-T? = 400.16K-300.16K = 100K
CO? Cv = 28.46J/molK
Au = (0.250mol) (28.46J/molK) (100K)
AU = 711.5J
e) Q =?
QW = Au
Q = W + AU
Q = 207,7 711.5J
Q = 919.2J
f) O trabalho seria o mesmo osso 207.85J
19,34 Duas moles de monóxido de carbono (CO) estão a uma pressão de 1,2 atm e ocupa um volume de 30 litros. Em seguida, o gás é comprimido adiabaticamente? deste volume. Suponha que o gás é o comportamento ideal. Qual é a mudança na energia interna? "A energia interna aumenta ou diminui? Será que a temperatura do gás aumenta ou diminui durante o processo? Explicar.
n = 2 mol
P? = 1,2 atm
V? = 30 Lt
Vf V =? = Vf = 10 Lt

AU =?
Q = 0
à =
=

aumenta AU porque o trabalho de gás> 0
A temperatura aumenta, porque a UA está a aumentar porque é um gás ideal.
19,39 Uma quantidade de dióxido de enxofre (SO?) De gás ocupa um volume de 5,00 × 10 ¯ ³ m³ a uma pressão de 1,10 × 10? Pa. O gás se expande adiabaticamente para um volume de 1,00 × 10 ¯ ² m³. Suponha que o gás é o comportamento ideal. a) Calcule a pressão final do gás. (Dica: Veja a Tabela 19.1. B) A quantidade de trabalho realizado pelo gás em seu entorno? c) Determine a razão final temperatura: temperatura inicial do gás.
V? = 5,00 * 10 m³
P? = 1.10 * 10PA
ã = 1,29
V? = 1,00 * 10 ¯ ² ³
a) P? =?


P? =
P? = 44.98.59 Pa
P? = 4,5 * 10? Pa

b) W =?
W =
W =
W = 334,83 J

c) T?: T?




A temperatura final (T?) Diminui


Um sistema termodinâmico 19,44 é feita de estado para estado c da figura do ABC 19,29 seguinte caminho, o trabalho W realizado pelo sistema é de 450 J. No ABC caminho, é de 120 W J. energias internas dos quatro estados mostrado na figura são: Ua = 150 J, 240 J = Ub, Uc = 680 = 330 J e J. Você Calcular o fluxo de calor Q para cada um dos quatro processos: AB, BC, AD e DC. Em cada processo, que o sistema absorve ou libera calor?

WABC = 450J
WADC = 120J
Ua = 150J
Ub = 240J
Uc = 680J
Você = 330J
QW = Au
Q = W + AU
= (Uf? U) + W Q
Ab fluxo de calor
Q = (240J-150J)
Q (+ W 240J1505J
Q = 90J
Compensação de fluxo em bc
Q = (680J-240J) J 450
Q = 890J
A1 fluxo de calor
Q = (330J-150J) 120j
Q = 300J
Dc fluxo de calor
Q = (680J-330J) + W
Q = 350J
O sistema recebe calor em cada processo.

19,47 Dois moles de um gás com comportamento ideal monoatômico estão sujeitas ao ciclo de abc. Em um ciclo completo, 800 J de calor para fora do gás. O processo é realizado ab a pressão constante, eo BC, com um volume constante. demonstrações B têm temperaturas Ta = 200 K e Tb = 300 K. a) Desenhe um gráfico para o PV ciclo. b) A quantidade de trabalho W é feito no processo de ca?
Q = 800J n =- 2 mol
Ta = R = 200K 8.314J/mol.K
Tb = 300K
a)
ab = bc Constant Constant Volume Pressure =
b) QW = Au
QW = (UF-U?) U? = Uf
QW = 0
W Q = -800 J
Venda sistema de aquecimento e trabalho é feito
Q <0 e W <0
Wab = P (Vf V?)
Wab PV =
Wab T = nR
Wab = (2 mol) (8.314J/molK) (300K-200K)
Wab = 1662.8J
Wtotal Wab = + + WBC WCA
WCA = Wab-Wtotal
WCA-1662.8J =- 800J
WCA 2462.8J =-