Question
7) Supondo que a temperatura máxima de combustão (T_(3)) é a mesma que no caso de um carro comum, deduza novamente as grandezas termodinâmicas e comunique os resultado nas linhas previstas abaixo (Ajuda: durante uma transformação adiabática, PV^Y=constante)
Solution
4.5
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André
Veterano · Tutor por 11 anos
Resposta
Para resolver essa questão, precisamos utilizar a primeira lei da termodinâmica e a relação entre as grandezas termodinâmicas.A primeira lei da termodinâmica é dada por:
Onde:-
é a variação interna da energia do sistema,-
é o calor trocado com o ambiente,-
é o trabalho realizado pelo sistema.No caso de uma transformação adiabática, não há troca de calor, ou seja,
. Portanto, a primeira lei da termodinâmica se simplifica para:
Agora, vamos considerar a transformação adiabática e isovolumétrica (à pressão constante). Durante essa transformação, a energia interna é convertida em trabalho. A relação entre a pressão (
), o volume (
), e a temperatura (
) é dada pela equação de estado dos gases ideais:
Onde:-
é o número de mols do gás,-
é a constante dos gases ideais.Para uma transformação adiabática e isovolumétrica, temos:
Onde
é o coeficiente de compressibilidade adiabática, que é uma função da natureza dos gases. Para um gás ideal,
, onde
e
são os calorimetrias atômicos a pressão constante e a volume constante, respectivamente.Para um carro comum, assumindo que a temperatura máxima de combustão é a mesma que no caso de um carro comum, podemos deduzir que a energia interna (
) é convertida em trabalho (
) durante a transformação adiabática. Portanto, a variação interna é igual ao negativo do trabalho realizado pelo sistema.Os resultados podem ser comunicados nas linhas previstas, indicando que a variação interna é igual ao negativo do trabalho realizado pelo sistema durante a transformação adiabática e isovolumétrica.