Um gás tem um volume inicial de
e se expande para um volume final de
ao aquecer o gás. A pressão inicial do gás é de 200 kPa e é mantida com a ajuda de pesos. Considerando o gás na câmara como um sistema, calcule o trabalho feito pelo sistema, enquanto o aquecimento está acontecendo. Pesos são removidos do pistão de modo a manter a pressão constante, conforme o gás se expande. Calcule o trabalho feito se as condições iniciais forem as mesmas e o volume final for 0,1
.
Condições Iniciais:
Processo a pressão constante
Condições Iniciais:
Processo a pressão constante
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que o enunciado tá pedindo. A gente tem um gás dentro de um cilindro com pistão:
- Volume inicial
- Volume final
- Pressão constante
(mantida por pesos)
Matéria: termodinâmica – trabalho de um gás em processo de expansão.
O que precisamos: a definição de trabalho .
O que precisamos: a definição de trabalho
Passo 2
Teoria por trás: quando um gás se expande, ele “empurra” o pistão e realiza trabalho. Em termodinâmica escrevemos
Como aqui a pressão é constante, dá pra tirar
da integral e fica bem simples:
Passo 3
Bora calcular:
- Converter pressão pra SI:
- Diferença de volume:
- Substituir na fórmula:
Resposta
O trabalho feito pelo sistema durante essa expansão a pressão constante é