Um gás ideal sofre uma expansão isobárica a uma pressão
. Determine o trabalho realizado, o calor absorvido, a variação da energia e a variação da entropia quando o volume passa de
até
.
Passo 1
O enunciado descreve uma expansão isobárica de um gás ideal à pressão
, do volume
até
. Precisamos determinar:
– o trabalho realizado pelo gás;
– o calor absorvido;
– a variação da energia interna ;
– a variação de entropia .
– o trabalho
– o calor
– a variação da energia interna
– a variação de entropia
Conteúdos que vamos usar:
– Primeira lei da termodinâmica: .
– Equação de estado do gás ideal: .
– Energia interna de gás ideal: .
– Calor a pressão constante: .
– Definição de entropia reversível: .
– Primeira lei da termodinâmica:
– Equação de estado do gás ideal:
– Energia interna de gás ideal:
– Calor a pressão constante:
– Definição de entropia reversível:
Passo 2
Cálculo do trabalho
:
Passo 3
Relação entre
e
:
Variação da energia interna:
Passo 4
Calor absorvido
pela 1ª lei:
Passo 5
Variação de entropia num processo reversível:
Em pressão constante
, logo
Como em isobárico
, obtém‐se