Um conjunto cilindro-pistão contém ar. O ar passa por um processo a pressão constante, durante o qual a taxa de transferência de calor para o mesmo é de 0,7 kW. Admitindo para o ar, comportamento de gás ideal com k = 1,4 e que os efeitos das energias cinética e potencial são desprezíveis, determine a taxa na qual trabalho é realizado pelo ar sobre o pistão, em kW.

Considerando a relação para trabalho feito em um processo a pressão constante

Aqui, a pressão é , é o volume inicial e é o volume final.

Considerando a relação para taxa que o trabalho é feito no ar

Considerando a relação para um gás ideal

Aqui, é a constante de gás característico, é a temperatura e é a massa.

Substituindo para

A relação para mudança na energia interna para um gás ideal

Aqui, é o calor específico a volume constante.

A taxa de mudança de energia interna é

Escrevendo a equação de balanço de energia

Como as energias potencial e cinética são negligenciadas então

Derivando em relação ao tempo a taxa de mudança de energia

Considerando a seguinte relação para a razão de calor específico

Onde, é o calor específico a pressão constante.

Considerando a relação entre calor específico

Substituindo na equação obtida

Resolvendo para

Substituindo para