Professor: Diego Caitano de Pinho
Disciplina: Termodinâmica
Considere: Constante Universal do Gases
Problemas Conceituais
Um gás ideal contido num cilindro pistão é aquecido com 2 Kj durante um processo isobárico. O trabalho envolvido é positivo, negativo ou nulo?
Disciplina: Termodinâmica
Considere: Constante Universal do Gases
Problemas Conceituais
Um gás ideal contido num cilindro pistão é aquecido com 2 Kj durante um processo isobárico. O trabalho envolvido é positivo, negativo ou nulo?
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que a questão pede.
Temos um gás ideal num cilindro com pistão, e esse gás é aquecido com 2 kJ durante um processo isobárico (ou seja, a pressão fica constante). A pergunta é: o trabalho envolvido é positivo, negativo ou nulo?
Matéria: Termodinâmica básica – trabalho de um gás em processo isobárico.
O que vamos precisar:
Temos um gás ideal num cilindro com pistão, e esse gás é aquecido com 2 kJ durante um processo isobárico (ou seja, a pressão fica constante). A pergunta é: o trabalho envolvido é positivo, negativo ou nulo?
Matéria: Termodinâmica básica – trabalho de um gás em processo isobárico.
O que vamos precisar:
- Entender o que é processo isobárico (pressão constante).
- A fórmula do trabalho para processo isobárico:
- Saber que, ao aquecer, a temperatura e, consequentemente, o volume aumentam (porque p é constante).
Passo 2
Explicando o processo isobárico na prática:
Quando a pressão não muda (isobárico), se a gente aquece o gás, sua temperatura sobe. Pelo ideal o gás obedece
Quando a pressão não muda (isobárico), se a gente aquece o gás, sua temperatura sobe. Pelo ideal o gás obedece
onde R é a constante universal (dada como
).
Como p é constante e T aumenta, precisa aumentar (pra manter a conta em ordem). Então o pistão se desloca pra fora e o volume cresce.
Como p é constante e T aumenta,
Passo 3
Agora o trabalho. Por definição, o trabalho feito pelo gás num processo contrário ao deslocamento restritivo é:
Detalhe importante:
- Se
, então é positivo. - Como
é positivo (pressão absoluta), fica positivo.
No nosso caso, aquecemos o gás, ele se expande (
), logo
. Então o trabalho
é positivo.
Resposta
O trabalho realizado pelo gás é positivo.