Exercícios Resolvidos - Primeira Lei da Termodinâmica

1. (UFRS-RS) Em uma transformação termodinâmica sofrida por uma amostra de gás ideal, o volume e a temperatura absoluta variam como indica o gráfico a seguir, enquanto a pressão se mantém igual a 20 N/m².

Sabendo-se que nessa transformação o gás absorve 250 J de calor, pode-se afirmar que a variação de sua energia interna é de

a) 100 J.
b) 150 J.
c) 250 J.
d) 350 J.
e) 400 J.

Resolução

W = P . ?V
W = 20 . (10 - 5)
W = 20 . 5
W = 100 J

Q = ?U + W
250 = ?U + 100
?U = 150 J

2. (UFAL) Um gás sofre a transformação termodinâmica cíclica ABCA representada no gráfico p × V. No trecho AB a transformação é isotérmica.

Analise as afirmações:

( ) A pressão no ponto A é 2,5 × 10⁵ N/m².

( ) No trecho AB o sistema não troca calor com a vizinhança.

( ) No trecho BC o trabalho é realizado pelo gás e vale 2,0 × 10⁴ J.

( ) No trecho CA não há realização de trabalho.

Resolução

A pressão no ponto A

P_AV_A = P_BV_B
P_A. 0,1 = 0,5 × 10⁵ . 0,5
P = (0,25 × 10⁵ )/0,1
P = 2,5 × 10⁵N/m².

No trecho AB

Transformação isotérmica (Q = W)

No trecho BC

P_C = P_B= P = 0,5 × 10⁵

W = P . ?V
W = P . (V_C - V_B)
W = 0,5 × 10^{5 .}(0,1- 0,5)
W = 0,5 . × 10⁵(-0,4)
W = - 0,2 × 10⁵
W = - 2× 10⁴J
O trabalho é realizado sobre o gás.

No trecho CA

V é constante, por isso não há realização de trabalho.