Dióxido de carbono (CO2) contido em um conjunto cilindro-pistão, inicialmente a 6 bar e 400 K, passa por um processo de expansão a uma temperatura final de 298 K, durante o qual a relação pressão-volume é dada por pV 1,2 = constante. Admitindo comportamento de gás ideal para o CO2, determine a pressão final, em bar, o trabalho e a transferência de calor, ambos em kJ/kg.

A relação de gás ideal para um processo politrópico é dado por

Onde e resolvendo para

O trabalho feito é dado por

Para um gás ideal onde , o trabalho é dado por

Obtendo a massa molar do dióxido de carbono das tabelas de propriedades críticas de elementos selecionados

Substituindo temos que

Calculando a energia interna usando a seguinte relação

Já que a variação de calor específico em um intervalo de temperatura é pequena, um pequeno erro é introduzido.

Obtendo as propriedades de dióxido de carbono de um gás ideal

Calculando a média de valores

Substituindo para obter a variação de energia interna

Escrevendo o balanço de energia a partir da primeira lei da termodinâmica