Um arranjo pistão-cilindro contém 5 kg de ar a 400 kPa e 30 °C. Durante um processo de expansão isotérmico em quase-equilíbrio, são realizados 15 kJ de trabalho de fronteira pelo sistema, e 3 kJ de um agitador mecânico sobre o sistema. A transferência de calor durante esse processo é de:

1. 12 kJ
2. 18 kJ
3. 2,4 kJ
4. 3,5 kJ
5. 60 kJ

Vamos obter primeiro as propriedades do ar, que nesse caso é R = 0,287 kJ/kg.K e = 0,718 kJ/kg.K. Para o sistema, que vamos definir como o cilindro, a equação de balanço de energia é:

Como é um processo de quase-equilíbrio, podemos considerar a temperatura constante e assim a variação de energia interna é nula.