Ar (assuma gás ideal, CP=(7 / 2) R e Cv=(5 / 2) R ) a 50 bar é expandido até o dobro de seu volume inicial através de diferentes processos (reversíveis). Determine a pressão final do gás e a razão entre a sua temperatura final e inicial para cada processo. Avalie também se o calor envolvido em cada processo é positivo ou negativo.
De forma adiabática

Passo 1

O enunciado dá um gás ideal (Argônio) com
CP=tfrac72R, Cv=tfrac52R
logo
gamma=CPCv=7/25/2=75=1,4
O gás está inicialmente em P1=50 bar e volume V1. Ele se expande reversivelmente até V2=2V1 num processo adiabático. Precisamos encontrar P2, a razão T2/T1 e o sinal de Q.

Passo 2

Num processo adiabático reversível vale
P,V^gamma=constante
portanto
P1V1^gamma=P2V2^gamma Longrightarrow P2=P1gl(V1V2gr)^gamma

Passo 3

Como V2=2V1, temos
P2 =50;bartimesl(2^-1r)^1,4 =50times2^-1,4;bar approx50times0,379 approx18,95;bar

Passo 4

Também num adiabático reversível
T,V^gamma-1=constante
logo
T2T1 =gl(V1V2gr)^gamma-1 =(2^-1)^1,4-1 =2^-0,4 approx0,758

Passo 5

Por ser adiabático reversível, não há troca de calor com o ambiente, isto é
Q=0,
logo não é positivo nem negativo.

Resposta

P2approx18,95 bar
T2T1approx0,758
Q=0 (nenhuma troca de calor)

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