Certa quantidade de um gás diatômico ideal sofre um processo cíclico reversível em que as etapas estão descritas abaixo
ESTADO 1:
; Compressão adiabárica
ESTADO 2:
; Expansão isotérmica
ESTADO 3:
; Aquecimento isobárico
ESTADO 4:
; Resfriamento isocórico
ESTADO 1
Calcule
e
para cada etapa e para o ciclo
ESTADO 1:
Calcule
Passo 1
Resumo do enunciado e dados iniciais
Temos um gás diatômico ideal (graus de liberdade translacionais rotacionais
), numérico de mols
Temos um gás diatômico ideal (graus de liberdade translacionais
Constantes do gás diatômico:
Vamos calcular em cada etapa
,
,
,
,
. Em seguida, usamos as definições
avaliando
adequado em cada etapa. Por fim somamos tudo para o ciclo completo.
Passo 2
Etapa
: compressão adiabática reversível
– (adiabática)
–
– (adiabática)
–
–
.
–
– Pela ª lei,
–
– (adiabática reversível).
–
–
–
– Pela
–
–
–
–
Passo 3
Etapa
: expansão isotérmica a
, com
– (isotérmica ideal).
– (trabalho feito pelo gás).
– .
– .
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Passo 4
Etapa
: aquecimento isobárico até
. Pressão em
é
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Passo 5
Etapa
: resfriamento isocórico até
–
–
– (sem trabalho,
).
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Passo 6
Balanço do ciclo (
):
–
–
–
– Como é ciclo reversível,
–
–
–
– Como é ciclo reversível,
Resposta
Ciclo completo:
,
.