Um quilograma de ar está contido em um cilindro provido de pistão, a uma pressão de 400 kPa e a temperatura de 600 K . O ar é então expandido até 150 kPa segundo um processo adiabático e reversível. Calcular o trabalho realizado pelo ar.
Passo 1
Então, o enunciado é o seguinte: temos 1 kg de ar dentro de um cilindro com pistão, inicialmente a pressão
e temperatura
. Depois o ar se expande até
num processo adiabático e reversível. A tarefa é calcular o trabalho realizado pelo ar.
Conteúdo da matéria: Termodinâmica de gases ideais, processo adiabático reversível.
O que vamos precisar:
O que vamos precisar:
- Considerar o ar como gás ideal com
e razão de calores específicos . - Relação adiabática
e a fórmula do trabalho em adiabático reversível.
Passo 2
Primeiro, a gente precisa descobrir a temperatura final
. Numa expansão adiabática reversível de gás ideal vale:
Substituindo:
Logo:
Passo 3
Agora, o trabalho
realizado pelo ar (positivo quando feito pelo sistema) num processo adiabático reversível é dado por
onde
Então:
Resposta
O trabalho realizado pelo ar é aproximadamente
.