Conforme ilustrado na Fig. P3.122, um conjunto cilindro-pistão, cujo pistão repousa sobre um conjunto de esbarros, contém 0,5 kg do gás hélio inicialmente a 100 kPa e 25°C. A massa do pistão e o efeito da pressão atmosférica que atua sobre o pistão são tais que a pressão do gás necessária para levantá-lo é de 500 kPa. Que quantidade de energia deve ser transferida por calor para o hélio, em kJ, antes que o pistão comece a subir? Admita o comportamento de gás ideal para o hélio, com cp = 5/2R.

É dado que:

• Massa de gás hélio:
• Temperatura inicial:
• Pressão inicial:
• Pressão requerida:

O aquecimento ocorre a volume constante, então

Já que o hélio é um gás mono atômico

Sabemos que

Já que o volume permanece constante o trabalho é zero

Então usando a primeira lei de termodinâmica