1 kg de argônio é comprimido em um processo politrópico com índice politrópico de 1,2 , partindo de 150 kPa e
até 900 kPa em um dispositivo pistão-cilindro. Determine o trabalho produzido e o calor transferido durante esse processo de compressão.
Passo 1
O problema trata de uma massa
kg de argônio, considerado gás ideal monatômico, submetida a uma compressão politrópica com índice
, desde o estado inicial
até o estado final
. Queremos calcular o trabalho
realizado pelo gás (positivo se o gás gerar trabalho, negativo se o trabalho for feito sobre ele) e o calor
transferido.
Conteúdo: processo politrópico de gás ideal e ª lei da termodinâmica para sistema aberto no pistão-cilindro.
Conteúdo: processo politrópico de gás ideal e
Passo 2
Para um gás ideal monatômico temos:
onde
e
.
Logo,
Logo,
Passo 3
Num processo politrópico vale
com
e
.
Portanto,
Portanto,
Passo 4
O trabalho em processo politrópico é dado por
Substituindo
,
,
e
, temos
O sinal negativo indica que o trabalho é realizado sobre o gás.
Passo 5
Pela
\textsuperscript{ª} lei da termodinâmica no pistão– cilindro (sistema aberto móvel),
com
. Então
O resultado negativo indica calor rejeitado pelo gás.