Em uma máquina térmica reversível, um mol de um gás ideal monoatômico sofre uma transformação cíclica representada no diagrama pressão-volume da figura abaixo. O processo termodinâmico é isocórico, o é adiabático e o é isobárico.
- Calcule a variação de entropia para o ciclo completo.
- Calcule as variações de entropia , e para cada um dos processos. Quando possível, expresse seus resultados em termos de (constante universal dos gases).
- Sabendo que a pressão no estado 1 é , calcule a pressão no estado 2. Expresse seu resultado em termos de .
Passo 1
- Como o processo total é reversível:
- De cara, o processo é adiabático e reversível, então:
- O processo é isocórico, então, pela fórmula do “piviti povotó”:
Passo 2
Passo 3
O processo acontece sob pressão constante, logo, podemos dizer que (pela fórmula do “piviti povotó”):
Substituindo os pontos do gráfico:
Passo 4
Como a entropia é calculada por:
Em um processo isobárico nós temos:
Pelo problema, , e, assim:
Como::
Temos que:. No enunciado diz que é um gás monoatômico (). Vamos ficar, então:
Passo 5
Porém, pela letra (a), vimos que: .
Logo:
Substituindo os valores das entropias encontrados, vamos ter:
Passo 6
A volume constante:
Porém, da letra (b), vimos que:
Portanto, temos que:
E, finalmente: