Close

UESB 2015 – Cad 3

Resposta à dúvida postada por felipe em :

Sobre a dúvida: “eu sempre confundo funcao de estado com calor e trabalho . me explique de uma forma mais facil por favor .”, vamos lá.

Função de estado, de forma mais ou menos simplificada, são as variáveis que depende do estado (situação atual do gás, por exemplo). Digamos que você tenha duas amostras de gás à mesma temperatura, com o mesmo volume e mesma pressão. Concorda que a pressão, temperatura e volume são variáveis (grandezas físicas) que não dependem de como você as obteve? Isso seria uma variável de estado!

Melhorando o exemplo: digamos que você aqueça o gás e o expanda, depois o comprima e o faça esfriar até a temperatura inicial. A pressão voltará a situação inicial! Logo estas três grandezas são variáveis de estado. Além delas, uma grandeza um pouco abstrata, a entropia, também é variável de estado.

Calor seria uma energia térmica que você injeta no sistema, por exemplo, acendendo uma chama próxima à um reservatório com o gás em estudo. Fornecendo calor ao gás, você fornece energia à ele.

Há outra forma de fornecer ou retirar energia do sistema sem dar calor. Esta forma é através do trabalho. Por exemplo: se você pegar uma seringa vazia, puxar o êmbolo para enche-la de ar, tapar a saída e empurrar o êmbolo com força o gás sofrerá um pequeno aquecimento. Mas olha que interessante: você aqueceu o gás sem dar calor! Você realizou trabalho sobre o gás, dando-le energia (aquecendo-o).

Espero ter ajudado na sua dúvida.

Sobre a questão 14, da provas disponível em http://www.comportall.com.br/provas/UESB2015_cad3.pdf e transcrita abaixo:

Escutam-se com frequência pedidos para que se conserve energia. De acordo com a 1$^a$ lei da Termodinâmica, a energia sempre se conserva, embora algumas formas de energia sejam mais úteis do que outras.

Com base nos conhecimentos da Termodinâmica, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.

( ) O rendimento de uma máquina térmica é a razão entre trabalho efetuado pela máquina e o calor recebido do reservatório quente.

( ) É possível remover energia térmica de um único reservatório e convertê-la completamente em trabalho, sem que ocorram outras mudanças.

( ) A máquina de Carnot é uma máquina reversível, que opera entre dois reservatórios, efetuando ciclos de Carnot.

( ) A entropia, tal como a pressão, o volume, a temperatura e o calor, é uma função do estado de um sistema.

A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a

01) F F V V

02) F V F V

03) V V F F

04) V F V F

05) V F F V

Resolução:

Primeira afirmativa: “O rendimento de uma máquina térmica é a razão entre trabalho efetuado pela máquina e o calor recebido do reservatório quente.” Isto está correto, pois o rendimento se refere à eficiência da máquina, isto é, a razão entre o que se deseja obter (trabalho) e o custo pago (calor retirado da fonte quente): $$\eta=\frac{\tau}{Q_{quente}}$$

Segunda afirmativa: “É possível remover energia térmica de um único reservatório e convertê-la completamente em trabalho, sem que ocorram outras mudanças.” Falso: considero a frase um pouco imprecisa, pois na verdade seria impossível remover energia térmica e convertê-la completamente em trabalho se estivermos pensando em um ciclo termodinâmico, isto é, a cada certo intervalo de tempo o sistema retorna ao seu estado original. A afirmativa seria verdadeira se pensarmos em um processo: por exemplo, num processo isotérmico (não num ciclo) todo o calor pode ser transformado em trabalho (pela primeira lei da termodinâmica: $Q=\Delta U + \tau$). Porém o que esta questão provavelmente queria avaliar é o conhecimento do candidato sobre a impossibilidade de criar uma máquina térmica com rendimento de 100%.

Terceira afirmativa: “A máquina de Carnot é uma máquina reversível, que opera entre dois reservatórios, efetuando ciclos de Carnot.” Correto: o ciclo de Carnot é um ciclo que não altera a entropia total do universo. Sistemas cuja entropia não varia são sempre reversíveis e isto tem a ver com o fato de que é o ciclo de Carnot que possui a maior eficiência possível.

Quarta afirmativa: “A entropia, tal como a pressão, o volume, a temperatura e o calor, é uma função do estado de um sistema.” Falso: a entropia, a pressão, a temperatura e o volume são variáveis de estado, já o calor não.

RESPOSTA: 04


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *