(Cefet - RJ) Termodinâmica

Relembrando a primeira mensagem :

Tenho uma dúvida sobre a seguinte questão:

No mecanismo abaixo,
inicialmente o êmbolo E está na posição 1, encontrando-se a parte C
preenchida por um gás ideal. Em determinado momento, o gás é aquecido,
recebendo 400 cal de uma fonte, o que provoca um deslocamento de 8 cm do
êmbolo. Despreze os atritos e as massas da mola e do êmbolo. (
Considere K = 500 N / cm e 1 cal = 4 J).




Clique na imagem para fixá-la na tela.


Calcule:

a) o trabalho realizado pelo gás durante a compressão da mola;

b) a variação da energia interna do gás, em joules.

Spoiler:

A dúvida é a seguinte: na alternativa a, pra encontrar a resposta do gabarito, se deve considerar o princípio da conservação e montar a relação seguinte:



Mas, uma vez que , o correto não seria fazer o seguinte:



Sendo que

Mas, fazendo desse jeito não dá pra resolver porque não temos .

Bom, gostaria de saber se o jeito correto é esse último mesmo, de modo que o enunciado está incorreto.

No mecanismo abaixo, inicialmente o êmbolo E está na posição 1, encontrando-se a parte C preenchida por um gás ideal.

quando eu li isso entendi que o sistema foi montado assim e, portanto, a mola estava em seu estado natural.

Eu não sou nenhum especialista em experimentos e modos de expressá-los, mas entendo por isso que sistema 1 está em equilíbrio, com a força da mola equilibrando a pressão inicial do gás antes de ser aquecido.

Até porque, o enunciado afirma que os 8cm de deslocamento se devem a uma expansão do gás depois de receber calor. Então os 8 cm se devem ao calor empregado no gás, não tendo nada a ver com a pressão inicial do gás, de modo que uma distensão devido à pressão do gás antes de ser aquecido nada tem a ver com o problema proposto.

O sistema pode estar em equilíbrio com a pressão ambiente equilibrando a pressão do gás, sem necessidade da mola. Como uma bola de gás fica em equilíbrio após enchida. Com aquecimento expande.

Pode entender como desejar, porém.

Ah, desta forma pode ser mesmo...

Obrigado Euclides. Um abraço!

Desculpe reviver o tópico, mas pela lei de Hooke a intensidade da força que causa deformação na mola não é dada por:
F=K.M ENTÃO F = (500)( 8 )= 4.10^3N(FORÇA DO GÁS SOBRE A MOLA )
O trabalho de um gás é dado por: W=F.(∆H) então w = 4.10^3N . 8.10^-2 M = 320 J

Se alguém puder me responder onde eu errei ficarei grato.

O trabalho de um gás é W=P.∆V. A energia acumulada na mola é E=½kx².

Euclides escreveu:O trabalho de um gás é W=P.∆V. A energia acumulada na mola é E=½kx².

Mas, W= P∆V vem de W = F∆H , por exemplo, fazendo uma analogia com um cilindro cúbico, no qual contém um gás ideal em seu interior provido de um êmbolo móvel. As partículas exercem sobre o êmbolo ( nesse caso sobre uma mola) uma força F ,que é dada pela Pressão x Área do Êmbolo, com o fornecimento de calor aumentará a agitação térmica das partículas e consequentemente o êmbolo se deslocará para cima sofrendo uma variação de altura ( 8 cm ). Portanto, para calcular o trabalho do gás também poderíamos escrever W = F.∆H ( MAS COMO F É IGUAL A P(PRESSÃO).A(ÁREA DO ÊMBOLO) FICARIA W= PA.∆H ( ÁREA VEZES VARIAÇÃO DE ALTURA É IGUAL A VARIAÇÃO DE VOLUME) assim obteríamos W = P.∆V

Só que a força elástica não é constante e W=P∆V --> F.x só é válida para força (pressão) constante.

Tinha me esquecido desse detalhe. Muito obrigado mestre.

tambem pensei assim jorge, mas aparentemente estamos errados kkkk