Durante um processo termodinâmico de expansão em um gás, ob...

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Q1090885 Física
Durante um processo termodinâmico de expansão em um gás, observa-se que TV² = constante, onde T é a temperatura, e V é o volume do gás. O trabalho realizado na expansão entre V0  e 2V0 é W1 , e o trabalho realizado na expansão entre 2V0 e 3V0 é W2 . Se é válida a relação dos gases ideais, pV 1= nRT, qual a razão W2 /W1 ?  
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1) ʃ (1 / x³) . dx = - (1 / 2x²)

.

2) Dado: T . V² = cte

T = (cte / V²)

.

3) p . V = n . R . T

Substituindo o T:

p . V = n . R . (cte / V²)

p = (n . R . cte) / V³

.

4) W = ʃ (p. dV)

Substituindo o p:

W = ʃ [(n . R . cte) / V³] . dV

(n . R . cte): é uma constante. Para facilitar, chamaremos de “K”

W = K . ʃ [1 / V³] . dV

Resolvendo a integral, conforme item (1):

W = K . [- 1 / (2 . V²)]

.

5) Para o W₁, a integral é de Vo até 2Vo

Substituindo o V:

W₁ = K . [[-1 / (2 . (2Vo)²)] - [-1 / (2 . (Vo)²)]]

W₁ = K . Vo⁻² . (3 / 8)

.

6) Para o W₂, a integral é de 2Vo a 3Vo

Substituindo o V:

W₂ = K . [[-1 / (2 . (3Vo)²)] - [-1 / (2 . (2Vo)²)]]

W₂ = K . Vo⁻² . (10 / 144)

.

7) Calculando W₂ / W

K . Vo⁻². (10 / 144) / K . Vo⁻². (3 / 8)

(10 / 144) / (3 / 8)

5 / 22

.

Gabarito: Letra E

.

Bons estudos!

Dá pra fazer sim ... eu fiz! rs essa integral é trivial.

Errata: 2/27 O resto tá impecável!

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