Um gás contido num arranjo cilindro-pistâo empurra o pistão com uma pressão de 300 kPa , e este se move sem atrito na parede do cilindro. No lado externo, atua uma pressão de 100 kPa .0 resultado lifquido desse embate é que o volume do gás varia de
a
. Desse modo, pode-se afirmar, peremptoriamente, que:
( ) O trabalho do gás é dado pela conta: produto da pressão do gás menos a pressão externa pela variação do volume do gás, do que resulta 100 kJ ;
( ) O trabalho do gás é dado pela conta: produto da pressão do gás pela variação do volume do gás, menos o produto da pressão atmosférica por cada
do gás do que resulta 200 MJ ;
( ) A pressão do gás é relativa, pois a atmosfera age por fora do sistema;
( ) É impossível determinar o trabalho do gás, porque essa coisa não é uma propriedade de estado;
( ) Não há como a pressão do gás atuar no pistão se este não reage pela terceira lei de Newton.
( ) O trabalho do gás é dado pela conta: produto da pressão do gás menos a pressão externa pela variação do volume do gás, do que resulta 100 kJ ;
( ) O trabalho do gás é dado pela conta: produto da pressão do gás pela variação do volume do gás, menos o produto da pressão atmosférica por cada
( ) A pressão do gás é relativa, pois a atmosfera age por fora do sistema;
( ) É impossível determinar o trabalho do gás, porque essa coisa não é uma propriedade de estado;
( ) Não há como a pressão do gás atuar no pistão se este não reage pela terceira lei de Newton.
Passo 1
O enunciado descreve um gás que, internamente, exerce uma pressão de
sobre o pistão e, externamente, sofre a pressão atmosférica de
. O volume varia de
para
. Devemos avaliar qual das cinco afirmativas apresentadas é, sem sombra de dúvida, correta.
Passo 2
Analisando cada afirmativa:
- Se tentássemos usar
, teríamos
mas o trabalho realizado pelo gás contra o ambiente é dado por
, isto é
logo a conta de 100 kJ está errada.
2. A conta proposta na segunda afirmativa mistura pressões e volumes de modo a dar “200 MJ”, totalmente fora de escala para este problema (que envolve dezenas de kJ), portanto também está incorreta.
3. O valor de é medido em relação à pressão externa de
; isto é, trata-se de pressão relativa (ou “gauge”), pois a atmosfera do lado de fora aplica uma pressão de base.
4. Afirma que “é impossível determinar o trabalho porque não é propriedade de estado”. Embora trabalho seja função de percurso, neste caso o percurso (pressão externa constante) está definido, então dá para calcular.
5. A ideia de que “o gás não pode atuar se o pistão não reagir pela terceira lei” é uma interpretação equivocada: há ação e reação, e já consideramos as duas pressões.
2. A conta proposta na segunda afirmativa mistura pressões e volumes de modo a dar “200 MJ”, totalmente fora de escala para este problema (que envolve dezenas de kJ), portanto também está incorreta.
3. O valor de
4. Afirma que “é impossível determinar o trabalho porque não é propriedade de estado”. Embora trabalho seja função de percurso, neste caso o percurso (pressão externa constante) está definido, então dá para calcular.
5. A ideia de que “o gás não pode atuar se o pistão não reagir pela terceira lei” é uma interpretação equivocada: há ação e reação, e já consideramos as duas pressões.
Dessa forma, só a afirmativa 3 está correta de modo peremptório.
Passo 3
Concluímos que a única afirmação correta é a terceira: a pressão do gás é relativa, pois a atmosfera age por fora do sistema.
Resposta
A pressão do gás é relativa, pois a atmosfera age por fora do sistema.