Dois moles de gás ideal, a
e 2 atm, realizam uma expansão na qual o seu volume duplica. Determine o trabalho que pode ser realizado, considerando
e a expansão:
isotérmica e reversivel;
isotérmica e reversivel;
Passo 1
O enunciado descreve uma expansão isotérmica e reversível de um gás ideal com
mol, temperatura inicial
(isto é,
K) e pressão inicial
atm, até que o volume duplique. O conteúdo é trabalho em processo isotérmico reversível, para o qual precisamos da expressão de
em função de
,
,
e da razão
.
Passo 2
Em transformação isotérmica reversível, o trabalho realizado pelo gás é
e, usando a equação de estado
, resulta em
Passo 3
Aqui
. Logo
Passo 4
Calculando numericamente,
Resposta
O trabalho máximo que o gás pode realizar é aproximadamente
isto é,
realizados pelo gás.