Um tanque de , contém gás argônio a e . O cilindro , inicialmente vazio, possui um pistão que se move sem atrito e de massa tal que uma pressão de fará com que ele flutue. A válvula é então aberta e o argônio escoa pra dentro do cilindro e eventualmente atinge um estado uniforme de e . Qual o trabalho realizado pelo argônio?
Passo 1
Vamos lá, pessoal! Vamos considerar o nosso volume de controle envolvendo o argônio nos dois cilindros e . Nós temos uma pressão constante de quando ocorre movimento no cilindro . Vamos admitir também que o argônio seja um gás ideal, então relacionando os estados 1 e 2 nós temos:
Isolando o volume do estado 2 no cilindro e substituindo os valores, temos
Agora podemos determinar o trabalho pela equação:
Substituindo,