Questão FC287465
Considere o seguinte ciclo de uma máquina térmica descrito e representado na figura abaixo para responder a questão. Um litro de 0,04 mols de um gás ideal a um atm de pressão no po
Química
IDECAN · 2023
Considere o seguinte ciclo de uma máquina térmica descrito e representado na figura abaixo para responder a questão. Um litro de 0,04 mols de um gás ideal a um atm de pressão no ponto 1 é submetido a um aquecimento isovolumétrico até o ponto 2, aumentando 30% sua pressão. Em seguida é realizada uma compressão isotérmica até o ponto 3. Posteriormente, o gás sofre uma expansão adiabática até o ponto 1. Considere que todos os processos ocorrem reversivelmente.
Considere as três afirmativas a seguir sobre o ciclo apresentado anteriormente:
I. A variação de entropia ao longo do ciclo é nula.
II. A variação de trabalho ao longo do ciclo é nula.
III. A variação de energia interna ao longo do ciclo é nula.
Assinale
- se apenas as afirmativas I e II estiverem corretas.
- se apenas as afirmativas I e III estiverem corretas.
- se apenas as afirmativas II e III estiverem corretas.
- se todas as afirmativas estiverem corretas.
- se nenhuma afirmativa estiver correta.
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Gabarito
B
Comentário do professor
No ciclo dado, todas as transformações são reversíveis e o sistema retorna ao mesmo estado inicial; por isso podemos aplicar a propriedade de função de estado.
A variação de entropia do sistema ao longo do ciclo é nula porque a entropia é função de estado e, para um processo reversível fechado, vale \( \Delta S_{ciclo}=\oint \frac{dQ_{rev}}{T}=0\). Assim, não há variação líquida de entropia do sistema ao final do ciclo.
A variação da energia interna também é nula por ser função de estado. Para um gás ideal, \(U=nC_VT\), e como o estado inicial é igual ao final, temos \( \Delta U=U_{f}-U_{i}=0\).
Portanto, as afirmativas I e III são corretas: tanto \( \Delta S_{ciclo}=0\) quanto \( \Delta U_{ciclo}=0\).
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