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 isotérmica

Passo 1

O enunciado trata de um gás ideal de argônio a P1=50 bar que se expande reversivelmente até V2=2V1 de forma isotérmica. Para esse processo temos T2=T1 e vale a equação de estado
P1V1=P2V2
Como a temperatura não muda, não precisamos dos valores de Cp e Cv para encontrar P2 nem a razão de temperaturas.

Passo 2

Aplicando a conservação P1V1=P2V2 com V2=2V1, obtemos
P2 = P1,V1V2 = 50,bartimes12 = 25,bar

Passo 3

Em processo isotérmico a temperatura é constante, logo
T2T1 = 1

Passo 4

Num processo isotérmico de gás ideal vale De<a U=0, logo Q=W. Como há expansão reversível, o trabalho W>0 (o sistema faz trabalho sobre o arredor), então
Q>0

Resposta

P2 = 25 bar
T2T1 = 1
O calor trocado é positivo ( Q>0).

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