Considere que a câmara do dispositivo cilindro-pistão ilustr...
Considere que a câmara do dispositivo cilindro-pistão ilustrado na figura acima contenha certa quantidade de água pura e que o pistão possa correr livremente, de forma que a água esteja sempre sob pressão constante. Esse sistema, que é perfeitamente adiabático, conta com um aquecedor elétrico que é ligado durante um intervalo de tempo finito. Com base nessas considerações e desprezando variações de energia cinética e potencial sofridas pela água, julgue o item que se segue.
O trabalho elétrico por unidade de massa realizado pelo
aquecedor é dado pela variação da energia interna específica
sofrida pela água durante o processo.
Comentários
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U = Q + W, logo o trabalho não será dado apenas pela variação da energia interna.
O que eu poderia entender como trabalho elétrico nessa questão? Seria isso o trabalho W que o sistema produz a partir do aquecimento elétrico? Isso é o calor Q que entra pela resistência? Outra forma de energia ainda? N entendi esse termo claramente.
O sistema é adiabático, logo Q = 0.
Temos, da 1ª Lei:
dU = Q - W
dU = 0 + (W_realizado - W_eletrico)
Assim, o trabalho elétrico realizado pelo aquecedor fica:
W_elétrico = W_realizado - dU
@Vinicius Abreu, convencionalmente, quando há trabalho elétrico no sistema, o mesmo é computado como trabalho e não calor, apesar de estar unicamente gerando calor.
O processo é adiabático, ou seja: qualquer tranferência de calor de ou para o sistema é nula. Pela 1° lei da termodinâmica, portanto, o trabalho elétrico será dado tanto em função do da energia interna quanto do trabalho, visto que o pistão pode se deslocar livremente.
Agora entendi... a chave da questão é que o pistão pode correr livremente... O processo é adiabático, então Q não varia. O trabalho elétrico aumenta a energia interna do fluido e como o pistão pode correr livremente, parte deste trabalho elétrico pode também ser convertido em trabalho para expandir o fluido.
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