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Tanto a conservação de materiais biológicos como o resfriamento de certos fotodetectores exigem baixas temperaturas que não são facilmente atingidas por refrigeradores. Uma prática comum para atingi-las é o uso de nitrogênio líquido, obtido pela expansão adiabática do gás , contido em um recipiente acoplado a um êmbolo, que resulta no resfriamento em temperaturas que chegam até seu ponto de liquefação em . A figura exibe o esboço de curvas de pressão em função do volume ocupado por uma quantidade de gás para os processos isotérmico e adiabático. As diferenças entre esses processos podem ser identificadas com base na primeira lei da termodinâmica, que associa a variação de energia interna à diferença entre o calor trocado com o meio exterior e o trabalho realizado no processo.
Descrição da imagem (gerado por IA)
Gráfico de linhas com o eixo vertical 'Pressão' e o eixo horizontal 'Volume'. Duas curvas descendentes partem do mesmo ponto no alto, à esquerda, marcado por uma linha vertical tracejada: a curva superior, apontada por uma seta, é a 'Isoterma'; a curva inferior é a 'Adiabática'. Ambas decrescem suavemente para a direita, e a adiabática fica abaixo da isoterma em todo o trecho. Uma linha vertical tracejada marca o fim do intervalo no lado direito.
Textos contidos na imagem (gerado por IA)
Pressão
Volume
Isoterma
Adiabática
A expansão adiabática viabiliza o resfriamento do porque
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a entrada de calor que ocorre na expansão por causa do trabalho contribui para a diminuição da temperatura.
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a saída de calor que ocorre na expansão por causa do trabalho contribui para a diminuição da temperatura.
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a variação da energia interna é nula e o trabalho é associado diretamente ao fluxo de calor, que diminui a temperatura do sistema.
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a variação da energia interna é nula e o trabalho é associado diretamente à entrada de frio, que diminui a temperatura do sistema.
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o trabalho é associado diretamente à variação de energia interna e não há troca de calor entre o gás e o ambiente.
