Um sistema pistão-cilindro contém 1 kg de oxigênio conforme ilustrado na Fig. P3.115. Não há atrito entre os componentes do sistema mecânico e a pressão externa é 1 atm. O volume inicial é 1 m3 e a pressão no interior do cilindro 1 atm. Ocorre transferência de calor até que o volume seja o dobro do inicial. Determine a quantidade de calor transferido ao sistema, em kJ, assumindo k = 1,4 e ignorando efeitos de energia cinética e potencial.

É dado que:

• Volume inicial no cilindro:
• Pressão inicial no cilindro:
• Volume final no cilindro:
• Razão de calor específico:

O esquemático do problema é o seguinte

Pressão crítica para é

A pressão reduzida é dada por

Já que é bem pequeno

Então podemos usar a equação de gás ideal.

A pressão permanece constante durante o processo

A gente sabe que

Usando a primeira lei da termodinâmica, a transferência de calor para o processo é