Questão de Engenharia e Arquitetura

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 4σ U = VT4, c 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: P = 4σ T4. 3c 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.