Livro Young and Freedman, Volume 2, 12ª Edição, Capítulo 19, Seção Exercícios, Exercício 6
(Capítulo 19.Exercícios – Ex. 6) Um gás passa por dois processos. No primeiro, o volume permanece constante a e a pressão cresce de até . O segundo processo é uma compressão até o volume sob pressão constante de . a) Desenhe um diagrama mostrando esses dois processos. b) Calcule o trabalho total realizado pelo gás nos dois processos.
Passo 1
Faaala pessoal! Tudo certinho? Bora lá resolver mais uma questão!!
Essa questão pede pra gente desenhar um diagrama mostrando os processos mencionados no enunciado, e depois pede para calcular o trabalho realizado pelo gás. Porém, pra gente conseguir fazer isso, temos que entender melhor os processos que o exercício está descrevendo pra gente!
Primeiramente, ele diz que no primeiro processo, o volume permanece constante, e a pressão varia. Isso mostra pra gente que esse primeiro processo é isovolumétrico, ou também conhecido como isocórico. Já no segundo processo, o volume vai variar, já que o gás está sendo comprimido, e a pressão permanecerá constante. Isso faz com que tenhamos uma transformação isobárica!
Sabendo isso, a gente já consegue montar bem facilmente um diagrama . Para isso, como no primeiro processo a pressão varia e o volume permanece, teremos uma reta vertical (. No segundo processo teremos uma reta horizontal (), já que o volume varia e a pressão permanece constante:
Prontinho! O primeiro item já está feito!
Passo 2
Agora, calcularemos o trabalho () para cada processo.
Para isso, vamos usar a expressão para :
Para a transformação , temos que é zero, portanto:
Passo 3
Para a transformação , temos que é constante, e que o volume varia em :
Vamos notar aqui que é negativo, pois o volume diminui no processo.
Passo 4
Por fim, para calcularmos o trabalho total, basta somarmos os valores encontrados nos passos 2 e 3:
O volume diminui e o trabalho total realizado é negativo.
Prontinho, pessoal! Por essa questão é isso! Bora pra mais uma?
