Considere um êmbolo preenchido por gases diatômicos. Inicialmente, estes gases estão com pressão de
e temperatura inicial de
, até que o êmbolo passa a sofrer um trabalho que diminui a pressão para
. (a) Calcule a temperatura dos gases para essa nova pressão. (b) Considerando 10 moles do gás diatômico, calcule o trabalho feito para diminuir a pressão de
até
.
Passo 1
O problema descreve um êmbolo contendo um gás diatômico inicialmente em
e
. Em seguida o gás realiza trabalho de expansão até
, sem troca de calor com o meio (processo adiabático). Para resolver precisamos usar:
– A relação adiabática de Poisson para gás ideal diatômico
– A relação adiabática de Poisson para gás ideal diatômico
– A lei dos gases ideais
– A primeira lei da termodinâmica em adiabático e
com
.
– A primeira lei da termodinâmica em adiabático
Passo 2
Usamos a relação entre temperaturas e pressões num processo adiabático:
Substituindo
:
Logo
Em graus Celsius:
Passo 3
O trabalho realizado pelo gás na expansão adiabática é
Para
mol e
:
Resposta
(a)
(
C)
(b)
(b)