No laboratório virtual de termodinâmica abaixo Graxaim/LVT há um cilindro no qual está acoplado um pistão móvel que confina uma certa quantidade de gás ideal monoatômico. Há ainda um dispositivo mecânico, um dispositivo térmico e instrumentos de medidas.


Instruções

Questões

Antes de responder as questões abaixo, faça uma pesquisa sobre Reversibilidade, Irreversibilidade, Teorema do Trabalho Máximo e eficiência termodinâmica.

Condição I: Nos processos executados em cada uma das questões abaixo o gás deve ser levado sempre ao mesmo estado final. (Desta forma, pode-se aplicar o Teorema do Trabalho Máximo, pois como veremos, pede-se que o processo se inicie sempre no mesmo estado inicial.) Este estado final é definido de modo que um processo se completa somente quando o volume e a temperatura do gás forem, respctivamente, Vf = 2 litros e Tf = Th, onde Th é a temperatura da fonte de térmica.

  1. Elabore pelo menos três experiências virtuais distintas. Entre uma e outra, você deve reiniciar o Graxaim/LVT. Descreva cada etapa destas experiências. Para cada uma dela determine o trabalho realizado, o calor absorvido da fonte térmica e a eficiência do processo.

  2. Represente graficamente as experiências virtuais no mesmo diagrama, usando como variável independente o volume do gás.

  3. As experiências virtuais obtidas anteriormente são reversíveis ou irreversíveis? Assinale no diagrama da questão 2 as etapas que são reversíveis e as que são irreversíveis. Você consegue identificar a(s) causa(s) de sua(s) irreversibilidade(s)?

  4. Qual é o máximo trabalho possível que pode ser realizado? Justifique!