Um recipiente, isolado, está dividido internamente em dois compartimentos, A e B , iguais. Considere ainda que a pressão do sistema A seja maior que a do sistema
. Decorrido um tempo suficiente, explique o que ocorrerá com a diferença de pressão entre ambos os sistemas se a fronteira entre eles for:
Móvel.
Móvel.
Passo 1
O enunciado descreve um recipiente isolado, dividido em dois volumes iguais
e
, de modo que inicialmente
A fronteira interna é um pistão móvel, sem troca de calor com o meio (sistema adiabático). O objetivo é entender o que acontece com a diferença de pressão quando o sistema atinge equilíbrio mecânico.
Passo 2
Como a fronteira é móvel e sem atrito, a condição de equilíbrio mecânico exige que, no estado final, as pressões se igualem de ambos os lados do pistão. Enquanto
, o pistão sofre uma força resultante para o lado
, movendo-se e realizando trabalho.
Passo 3
Durante o movimento do pistão:
- O volume de
aumenta (expansão adiabática), fazendo diminuir. - O volume de
diminui (compressão adiabática), fazendo aumentar.
Como o sistema é adiabático interno, a única forma de transferência de energia entree é o trabalho mecânico do pistão. Essa troca continua até
quando cessa o deslocamento do pistão.
Resposta
A diferença de pressão tende a zero; no equilíbrio final fica