Questão 1 (2 pontos) Um conjunto cilindro-pistão contém um quilograma de argônio. Inicialmente, a pressão e a temperatura são iguais a 500 kPa e
ar é então expandido até a pressão de 50 kPa num processo adiabático e reversível. Determine o trabalho realizado pelo argônio.
Passo 1
O problema trata de um processo adiabático e reversível de expansão de
de argônio, com estado inicial
até
. O conteúdo é termodinâmica de gases ideais monoatómicos, onde usaremos as relações do processo adiabático (
const) e a primeira lei para
, isto é,
.
Passo 2
Precisamos dos dados termodinâmicos do argônio:
– Constante dos gases ideais específica
– Constante dos gases ideais específica
– Constante adiabática de um gás monoatómico
– E
dado por
Passo 3
Para um processo adiabático reversível vale
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Passo 4
Como
, da primeira lei
. E
. Então o trabalho realizado pelo gás (positivo na expansão) é
Resposta
O trabalho realizado pelo argônio na expansão adiabática reversível é