QUESTÃO 2-O trabalho
realizado por um gás que se expande/contrai em um pistão partindo de um volume
até um volume
é dado por
em que
é a pressão externa exercida sobre o gás. A transformação é dita reversível se, a todo instante, a pressão externa é igual à pressão interna sobre o gás. Além disso, o gás é dito ideal se a sua pressão (interna) satisfaz a equação de estado:
em que
é o volume do gás,
é o número de mols,
é a constante universal dos gases ideais e
é a temperatura em escala absoluta (
. ex., em Kelvin). Determine uma expressão para o trabalho realizado por um gás ideal em uma transformação
a) Isocórica (a volume constante),
a) Isocórica (a volume constante),
Passo 1
O enunciado pede o trabalho
realizado por um gás ideal numa transformação isocórica (volume constante). O gás ideal satisfaz
e, em transformação reversível,
.
Passo 2
Numa transformação isocórica temos
logo o diferencial de volume é
Mesmo que a pressão interna
seja finita, o elemento de trabalho
fica nulo porque
.
Passo 3
Substituindo em
: