Um metro cúbico de argônio é levado de 1 bar e
para 10 bar e
por meio de cada uma das seguintes trajetórias com duas etapas. Para cada trajetória, calcule
e
para cada etapa e para o processo global. Admita a reversibilidade mecânica e o argônio como um gás ideal com
e
.
Compressão adiabática seguida por aquecimento ou resfriamento isocórico.
Compressão adiabática seguida por aquecimento ou resfriamento isocórico.
Passo 1
Temos um metro cúbico de argônio inicialmente em
e
, levado a
e
por duas etapas:
- compressão adiabática reversível de 1 bar–298 K a 10 bar e temperatura
, - processo isocórico de
a 573 K.
Trata-se de gás ideal come , e reversibilidade mecânica. Vamos calcular para cada etapa e, depois, o global: calor , trabalho , variação de energia interna e de entalpia .
Passo 2
Calcular a quantidade de matéria e os coeficientes:
e
.
Passo 3
Etapa 1: compressão adiabática reversível
.
Temperatura final pela relação isotérmica de Poisson:
Temperatura final
Variação de energia interna e trabalho (convenção:
trabalho pelo sistema):
Entalpia:
Passo 4
Etapa 2: aquecimento/resfriamento isocórico de
K a
K.
Não há trabalho de expansão , logo
Não há trabalho de expansão
Passo 5
Processo global (soma das etapas):
Resposta
Etapa 1 (adiabática):
Etapa 2 (isocórica):
Processo total: