Um conjunto cilindro-pistão contém de gás metano a e . O gás é comprimido reversivelmente até a pressão de . Calcule o trabalho requerido se o processo for:

a. Adiabático

b. Isotérmico

c. Politrópico, com .

a. No processo adiabático, temos:

E o processo também é isentrópico:

O trabalho pode ser calculado pela equação:

Mas nós não sabemos a temperatura no estado final, . Então, vamos usar a relação para calculá-la:

Substituindo os valores na equação do trabalho:

Na Tabela A.5, encontramos .

Na letra b, vamos considerar o processo isotérmico. Isso significa que e, considerando o metano como um gás ideal, e .

Como as energias internas são iguais nos estados 1 e 2, então a equação de energia fica:

Considerando a mudança de entropia, a equação nos dá:

Da Tabela A.5, . Substituindo os valores:

Na letra c, vamos considerar o processo politrópico, com . Dessa forma, o trabalho é dado pela equação:

Mas agora, temos a temperatura final dada por:

Substituindo tudo na equação do trabalho:

É isso, galera, encontramos nossa resposta! 😉.