Pergunta
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)
Solução
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AndréVeterano · Tutor por 11 anos
Responder
Para resolver essa questão, precisamos utilizar a primeira lei da termodinâmica e a relação entre as grandezas termodinâmicas.<br /><br />A primeira lei da termodinâmica é dada por:<br /><br />\[ \Delta U = Q - W \]<br /><br />Onde:<br />- \(\Delta U\) é a variação interna da energia do sistema,<br />- \(Q\) é o calor trocado com o ambiente,<br />- \(W\) é o trabalho realizado pelo sistema.<br /><br />No caso de uma transformação adiabática, não há troca de calor, ou seja, \(Q = 0\). Portanto, a primeira lei da termodinâmica se simplifica para:<br /><br />\[ \Delta U = -W \]<br /><br />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 (\(P\)), o volume (\(V\)), e a temperatura (\(T\)) é dada pela equação de estado dos gases ideais:<br /><br />\[ PV = nRT \]<br /><br />Onde:<br />- \(n\) é o número de mols do gás,<br />- \(R\) é a constante dos gases ideais.<br /><br />Para uma transformação adiabática e isovolumétrica, temos:<br /><br />\[ PV^{\gamma} = constante \]<br /><br />Onde \(\gamma\) é o coeficiente de compressibilidade adiabática, que é uma função da natureza dos gases. Para um gás ideal, \(\gamma = \frac{C_p}{C_v}\), onde \(C_p\) e \(C_v\) são os calorimetrias atômicos a pressão constante e a volume constante, respectivamente.<br /><br />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 (\(\Delta U\)) é convertida em trabalho (\(W\)) durante a transformação adiabática. Portanto, a variação interna é igual ao negativo do trabalho realizado pelo sistema.<br /><br />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.
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