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Processos termodinâmicos podem ser estendidos a partículas relativísticas, como um gás ...
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Q3998117
Teclas de Atalhos
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Processos termodinâmicos podem ser estendidos a partículas relativísticas, como um gás de fótons. Considere, por exemplo, uma radiação eletromagnética inicialmente confinada em uma cavidade de volume 𝑉, a qual está em equilíbrio térmico com as paredes da cavidade a uma temperatura 𝑇. Essa radiação se comporta como um gás de fótons, cuja energia interna é dada por
onde 𝜎 é a constante de Stefan-Boltzmann e 𝑐 é a velocidade da luz no vácuo. A pressão 𝑃 do gás de fótons é um terço da densidade volumétrica de energia 𝑢 = 𝑈/𝑉, ou seja:
Esse gás de fótons é utilizado como substância de trabalho em um ciclo termodinâmico (𝐴𝐵𝐶𝐷𝐴), composto por dois processos isobáricos e dois processos isocóricos, conforme ilustrado no diagrama 𝑃 𝑣𝑠. 𝑉 abaixo. Calcule a eficiência 𝜂 do ciclo para o gás de fótons.
