Um cilindro contém do gás dióxido de carbono à temperatura de . O cilindro possui um pistão sem atrito, que mantém o gás sobre uma pressão constante igual a . O gás é aquecido e sua temperatura aumenta para . Suponha que o possa ser considerado um gás ideal.

1. Desenhe um diagrama para esse processo;
2. Qual é o trabalho realizado pelo gás nesse processo?
3. Sobre o que esse trabalho é realizado?
4. Qual é a variação de energia interna do gás?
5. Qual é o calor fornecido ao gás?
6. Qual seria o trabalho realizado se a pressão fosse igual a ?

Letra b)

O trabalho à pressão constante é dado pela seguinte fórmula:

Mas como temos um gás ideal, ele então obedece à equação dos gases ideais. Quando temos então:

E o trabalho pode ser dado em termos da variação da temperatura:

Agora é só substituir:

Letra c)

Como o trabalho é positivo, temos que ele é realizado PELO gás e consequentemente SOBRE o pistão.

Letra d)

A variação de energia interna também pode ser calculada em termos da variação de temperatura, saca só:

Para o dióxido de carbono temos que , a variação de temperatura é a mesma de e o número de mols segue sendo . Agora é só substituir:

Letra e)

Uma vez que temos a variação de energia interna e o trabalho realizado, podemos usar a primeira lei para calcular o calor:

Letra f)

O trabalho realizado não depende da pressão, mas sim apenas da temperatura! Dá uma espiadela de novo no passo se você tem dúvidas =)

Se diminuirmos a pressão, vamos ter um aumento no volume à mesma razão, e o aumento líquido vai ser zero. Portanto, teremos o mesmo trabalho realizado de .