Uma amostra de ar, que ocupa 0,2
com pressão manométrica total de
, se expande isotermicamente até atingir a pressão atmosférica (
) e é então resfriada, a pressão constante, até que retorne ao seu volume inicial.
calcule o trabalho pelo processo isotérmico
calcule o trabalho pelo processo isotérmico
Passo 1
O enunciado chama um processo isotérmico de expansão de um gás ideal, seguido de resfriamento isobárico até o volume inicial. Precisamos calcular o trabalho realizado durante a expansão isotérmica. Para isso vamos usar a fórmula do trabalho em processo isotérmico de gás ideal:
que, usando
, equivale a
Passo 2
Primeiro vamos determinar a pressão absoluta inicial
. A pressão manométrica dada é
e a pressão atmosférica é
. Logo,
Passo 3
Na expansão isotérmica até a pressão final
, vale a relação
Como
, temos
Passo 4
Agora aplicamos a fórmula do trabalho isotérmico:
Substituindo os valores:
logo
Passo 5
Calculando numericamente:
Resposta
O trabalho realizado no processo isotérmico é aproximadamente