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 isobárica

Passo 1

O enunciado diz que temos argônio tratado como gás ideal com
CP=tfrac72R e Cv=tfrac52R,
pressão inicial Pi=50 bar e volume inicial Vi. Ele é expandido reversivelmente até Vf=2Vi e queremos, no caso isobárico, a pressão final Pf, a razão Tf/Ti e saber se o calor é positivo ou negativo.

Passo 2

Num processo isobárico a pressão se mantém constante. Logo,
Pf=Pi=50 bar

Passo 3

Pela equação de estado do gás ideal, P,V=nR,T, e como P é constante, temos
TfTi =P,Vf/(nR)P,Vi/(nR) =VfVi =2

Passo 4

O calor trocado num processo isobárico é
Q = n,CP,(Tf-Ti)
Como Tf>Ti, segue Q>0: o gás recebe calor durante a expansão.

Resposta

Px^f = 50 bar
Tx^fTi = 2
Q é positivo.

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