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Expansão e Compressão Isobarica

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Mensagem por 150nandu150 Dom 14 Jul 2013, 19:05

Para que o gás realize uma expansão isobárica, é necessário que o sistema receba certa quantidade de calor do meio.
Em uma compressão isobárica, o gás tem sua temperatura e sua energia interna diminuídas.

Estou tentando usar o gráfico P x V e as formulas v/t=cte, Q=∆U + W e U=3/2NRT para entender as relações e não estou conseguindo.

Peço ajuda para encontrar o raciocínio e agradeço desde já.
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Mensagem por JOAO [ITA] Dom 14 Jul 2013, 19:22

Desenhando o diagrama P x V para uma transformação isobárica  você perceberá que o trabalho realizado pelo gás (nessas condições) é dado por:
W = P.∆V.


Agora, perceba que, pela Lei de Charles e Gay-Lussac, tem-se:
V/T = k, ou seja, o volume é diretamente proporcional à temperatura.
Assim, se ∆V > 0 => ∆T > 0.
Como ∆U = (3.n.r.∆T)/2, então se ∆T > 0, tem-se: ∆U > 0.
Se ∆U > 0, pela 1ª Lei da Termodinâmica (Q = ∆U + W), tem-se que Q > W.

Resumindo: ∆V > 0 => ∆T >0 => ∆U > 0 => Q > W.


Para o caso oposto (∆V < 0), basta fazer a mesma análise e terá:
∆V < 0 => ∆T < 0 => ∆U < 0 => Q < W.
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Mensagem por 150nandu150 Dom 14 Jul 2013, 20:04

"tem-se que Q > W"
Na parte acima não entendi, se Q > 0 então sistema recebe calor e Q < 0 perde calor, então de que forma Q > W prova que recebeu calor ?
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Mensagem por JOAO [ITA] Dom 14 Jul 2013, 20:15

Perceba que eu parti dos dois casos possíveis.

No primeiro, o gás realiza trabalho ( ∆V > 0  ou  W > 0).
Eu demonstrei, na outra mensagem, que, para esse caso, tem-se  ∆U > 0.


Ora, se  ∆U > 0   e  W > 0, então  ∆U + W > 0 => Q > 0.
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Mensagem por 150nandu150 Dom 14 Jul 2013, 20:30

claríssimo, agradeço pela paciência.
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