Um mol de um gás ideal com
e
sofre uma expansão de
bar e
para
bar por meio das seguintes trajetórias:
(b) Temperatura constante.
Admitindo reversibilidade mecânica, calcule
e
para cada processo. Esboce cada trajetória em um único diagrama PV.
(b) Temperatura constante.
Admitindo reversibilidade mecânica, calcule
Passo 1
O enunciado dá um mol de gás ideal com
e
que se expande reversivelmente de
até
mantendo temperatura constante. Precisamos calcular o trabalho
, o calor
, a variação de energia interna
e a variação de entalpia
, além de esboçar a isoterma no diagrama
.
Passo 2
Para um gás ideal a variação de energia interna depende só de temperatura:
Como o processo é isoterma, temos
. Logo
Passo 3
O trabalho reversível num processo isoterma é
Pelo gás ideal,
, obtemos
e assim
Passo 4
Usando
,
e
:
Como
, a primeira lei
dá
Passo 5
Esboço da trajetória no diagrama
:
Traçamos a isoterma ligando o ponto
a
. É uma hiperbola que desce de
bar em
até
bar em
, mantendo
K.
Traçamos a isoterma
Resposta
W
Q
Q