Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 19.Problemas - Ex. 67
Em um cilindro vedado com um pistão, você comprime rapidamente de gás incialmente a de pressão e a até a metade de seu volume original. Suponha que o se comporte como um gás ideal. a) Calcule a temperatura final e a pressão final do gás. b) se você agora resfria o gás de volta a sem variar a pressão, qual será seu volume final?
Passo 1
Como o gás foi comprimido rapidamente, a gente pode considerar que a compressão é adiabática, já que não deu tempo do gás trocar calor com o ambiente. Vamos usar a equação de um processo adiabático:
Isolando e considerando que , já que o volume caiu para a metade depois da compressão:
Usando para o :
Substituindo a temperatura inicial:
Usando a equação dos gases ideais:
Já que agora temos a temperatura final, basta fazermos:
E como sabemos a relação entre os dois volumes:
Isolando :
Substituindo os valores:
Passo 2
b) A temperatura final passou ser a inicial e vice-versa para esse caso, a pressão é constante e o volume inicial é metade do volume inicial do primeiro caso, então:
Isolando o volume final e cortando :
Como o volume inicial era metade do primeiro volume:
Substituindo todos os valores: