Um gás ideal, com
e
, é levado de
bar e
para
bar e
através dos seguintes processos reversíveis: Calcule W e Q em cada processo. Esboce cada trajetória em um diagrama PV.
Resfriamento a pressão constante, seguido por aquecimento a volume constante
Resfriamento a pressão constante, seguido por aquecimento a volume constante
Passo 1
O enunciado nos dá um gás ideal com
,
que vai de
bar,
para
bar,
através de dois processos reversíveis em série:
. Resfriamento a pressão constante
, de
até
.
. Aquecimento a volume constante
, de
até
.
Vamos usar a lei dos gases ideais e a primeira lei da termodinâmica ( e, em isóbaro,
) para achar o trabalho
e o calor
em cada trecho.
que vai de
para
através de dois processos reversíveis em série:
Vamos usar a lei dos gases ideais e a primeira lei da termodinâmica (
Passo 2
Processo
a (isóbaro a
):
Aqui e o volume varia de
para
.
O trabalho é
Aqui
O trabalho é
Como
,bar
J,
Passo 3
Calor no isóbaro
a:
Em pressão constante .
Pela lei dos gases ideais
Em pressão constante
Pela lei dos gases ideais
logo
Numericamente,
Passo 4
Processo a
(isócorico a
):
Aqui e
varia de
para
.
O trabalho é nulo:
Aqui
O trabalho é nulo:
O calor é
.
De novo pela lei dos gases,
De novo pela lei dos gases,
então
Numericamente,
Passo 5
O diagrama
–
é formado por:
– um isóbaro horizontal a bar, de
a
;
– seguido de um isócorico vertical a , de
bar a
bar.
– um isóbaro horizontal a
– seguido de um isócorico vertical a
Resposta
Processo
a (isóbaro):
J,
J.
Processo a
(isócorico):
,
J.