Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 51
51- Um conjunto cilindro-pistão isolado termicamente contém uma mistura composta por de oxigênio e de argônio.
Inicialmente, a pressão é igual a e a temperatura é . O pistão é, então, movimentado até que o volume atinja a metade do volume inicial.
Determine a pressão e a temperatura no estado final e também o trabalho envolvido no processo.
Passo 1
Acho legal sempre que tem um gás nobre como o argônio pesquisar algumas imagens sobre ele pois ele pode proporcionar imagens muito bacanas como essa abaixo.
Isso faz com que eu alimente o sonho de um dia ter uma parede somente com elementos da tabela periódica como a do Bill Gates
Como vou demorar muito para realizar esse sonho então vamos construir nosso caminho para ela, vamos começar essa questão
Como temos tanto de argônio tanto de oxigênio dentro do conjunto e os dois são gases nobres então pelos dados da tabela teríamos as seguintes propriedades
O que nos dá as seguintes propriedades para a mistura
Passo 2
Show de bola? Mas, hmmm cadê as pizza? O que eu quero dizer é, o que faço com esses dados sabe?
Bem, a questão nos pede a pressão e a temperatura no estado final sabendo que no estado inicial temos uma pressão de e a temperatura de e de forma que o volume no estado final seja metade do volume no estado inicial.
Mas tem uma informação no enunciado bem sutil e que talvez tenha passado desapercebido por você, você sabe qual é?
Momento Dora Aventureira
O que quer dizer a frase “cilindro-pistão isolado termicamente”, bem meus alunos, quer dizer que o cilindro não troca calor com o ambiente, ou seja, o processo é adiabático.
Ah pessoal, então podemos utilizar as seguintes equações do capítulo 8
E como e
Então a temperatura final será igual a:
E a pressão final será de:
Passo 3
Agora falta finalizar a questão, pois além das temperaturas finais e iniciais também nos é pedido o trabalho que o conjunto faz e ela é dada por:
Já que o conjunto é um cilindro pistão e nenhuma massa escapa e nem entra no mesmo e também não se gera calor, então essa expressão pode ser aproximada como
Sabendo que a massa total é de pois o conjunto possui de cada substância então:
É isso aí, rapaziada concluímos mais uma questão, questão essa que pode ser muito importante para a sua prova, se essa questão te ajudou Responde Aí! Hahaha valeu