Calcule o trabalho em cada um dos seguintes processos, começando com uma amostra de gás em um sistema com pistão com , e :
a) expansão irreversível contra a pressão externa constante de 1 atm, até o volume final ;
b) expansão reversível isotérmica até o volume final .
Passo 1
a) Em um processo à pressão constante, calculamos o trabalho de expansão através da fórmula:
Usando os dados iniciais que temos,
Ou, se quisermos calcular direto em Joule, podemos trabalhar no SI:
Daí:
Passo 2
b) Para uma expansão reversível isotérmica, devemos usar a fórmula:
Para começar, precisamos calcular o número de mols de gás dentro do sistema!
Como temos a temperatura, a pressão e o volume, podemos usar a lei dos gases ideais para calcular o número de mols:
Agora, só precisamos aplicar na fórmula: