Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 19.Problemas - Ex. 52
Um cilindro com um pistão móvel sem atrito, como o mostrado na Figura 19.5, contém uma quantidade do gás hélio. Inicialmente, o gás está a uma pressão igual a , possui ma temperatura de 300 K e ocupa um volume de 1,50 L. A seguir, o gás passa por dois processos. No primeiro, o gás é aquecido e o pistçao se move para manter a temperatura constante e igual a 300 K. Esse processo continua até que a pressão atinja o valor . No segundo processo, o gás é comprimido sob pressão constante até retornar ao seu volume inicial de 1,50 L. Suponha que o gás possa ser tratado como um gás ideal.a) Em um diagrama , mostre os dois processos. b) Calcule o trabalho total realiado pelo gás nos dois processos. d) O que você faria para o gás voltar à pressão e temperatura originais?
Passo 1
Bom galera, temos que a lei dos gases ideal é dada por
Para um processo isotérmico,
Para um processo de pressão constante,
Utilizando as conversões, temos que .
Passo 2
- Primeiro, então, esboçando o diagrama :
- Em temperatura constante, o produto é constante, então
- Tratando o gás como ideal, o trabalho realizado no primeiro processo é
- Aqueça em volume constante. Nenhum trabalho seria feito pelo gás ou no gás durante esse processo.
Passo 3
A pressão final é dada como sendo a mesma que
O volume final é igual ao volume inicial, então
Passo 4
Implica que
Para o segundo processo,
Implica que
O trabalho total realizado é de .
Passo 5
Quando o volume aumenta, . Quando o volume diminui, .
