Um gás ideal de estado
perfaz as seguintes mudanças sucessivas:
a. É aquecido sob pressão constante até seu volume dobrar;
b. É aquecido sob volume constante até sua pressão dobrar;
c. Expande isotermicamente até sua pressão retornar a
.
Calcule para cada caso os valores de
e esboce as mudanças em um diagrama
.
a. É aquecido sob pressão constante até seu volume dobrar;
b. É aquecido sob volume constante até sua pressão dobrar;
c. Expande isotermicamente até sua pressão retornar a
Passo 1
O enunciado descreve um gás ideal que parte do estado
e passa por três transformações sucessivas:
- Aquecimento a pressão constante até o volume dobrar.
- Aquecimento a volume constante até a pressão dobrar.
- Expansão isotérmica até a pressão voltar ao valor inicial
.
Para resolver usamos a lei dos gases ideais
que relaciona pressão
, volume
e temperatura
.
Passo 2
Processo (a): pressão constante
e
.
Pela lei dos gases, na mesma pressão
Pela lei dos gases, na mesma pressão
Logo o estado após (a) é
Passo 3
Processo (b): volume constante
e
.
De novo pela lei dos gases, em volume fixo
De novo pela lei dos gases, em volume fixo
Assim o estado após (b) é
Passo 4
Processo (c): isotérmico a temperatura
, começando em
e terminando em
.
Na isoterma vale
Na isoterma vale
logo
O estado final é
Passo 5
Esboço no diagrama
:
- De
a : reta horizontal (isóbara). - De
a : reta vertical (isocórica). - De
a : ramo de hipérbole (isoterma).
Resposta
Estado inicial:
Após (a):
Após (b):
Após (c):
Após (a):
Após (b):
Após (c):