lista1_revisãop1-2013

Lista para revisao - Prova 1Termodinamica

Rafael

04 de Setembro de 2013

1 Introducao

”Eu escuto, eu esquecoEu vejo, eu lembroEu faco, eu entendo.”Ditado da filosofia chinesa

Esta lista e apenas uma sugestao para breve revisao e nao substitui arealizacao de todos os exercıcios propostos nos capıtulos de 1 a 7 do Callen,como sugiro desde a primeira monitoria.

E importante que entendam bem os Postulados e as Leis da Termodinamica.Para isto, leiam novamente o capıtulo 1 do Callen e o texto no final da apos-tila do Alexandre.

Aos frequentadores da monitoria: Varios dos problemas propostos jaforam discutidos em nossas reunioes. Aproveitem o tempo restante paraa prova e discutam entre voces os exercıcios.Lembrem-se: Nao se trata de olhar o exercıcio e buscar somente a resposta.Sigam o modo como fazıamos: Tentem entender o motivo que valida o proced-imento escolhido para resolver o problema. Isto garantira o bom desempenhona prova e o melhor aproveitamento da proxima etapa do curso.

2 Exercıcios do Callen

• 1.10-1 e 1.10-3: Deixem claro qual postulado e testado.• 2.2-1, 2.2-4, 2.3-5, 2.6-3 e 2.7-1;• 3.3-1, 3.3-2, 3.3-3 e 3.9-1;

1

• 5.3-1, 5.3-2, 5.3-7, 5.3-12 e 5.3-13;

3 Exercıcios extras

3.1

O potencial quımico de um fluido simples com um unico componente e dadopela expressao

µ = µ0 + kBT ln(p

p0(T )) (1)

onde T e a temperatura, p e a pressao e kB e a constante de Boltzmann.Obtenha uma expressao para o calor especıfico a pressao constante. Quaissao as expressoes da compressibilidade isotermica, do calor especıfico a vol-ume constante e do coeficiente de dilatacao? Obtenha a energia livre deHelmholtz.

3.2

Para um fluido puro, mostre que(∂cV∂v

)T

= T

(∂2p

∂T 2

)v

(2)

Mostre tambem que o calor especıfico de um gas ideal e independente dovolume.

3.3

Obtenha uma expressao para as energias livres de Helmholtz e de Gibbs, porpartıcula, para um sistema puro que obedece as equacoes de estado:

ε =3pv

2(3)

p = AvT 4 (4)

onde A e uma constante e ε = E/N .

2

3.4

Obtenha uma expressao para a energia livre de Gibbs por partıcula para umsistema caracterizado pela equacao:(

S

N− s0

)4

= AV E2

N3(5)

onde s0 e A sao constantes.

3.5

Mostre que a entalpia de um fluido simples e uma funcao convexa em relacaoa entropia e concava em relacao a pressao.

3.6

Fazer os exercıcios 1 e 6 da apostila do Alexandre.

3