O ar que ocupa inicialmente 0,180 m3 na pressão manométrica de 103,0 kPa
é expandido isotermicamente para uma pressão de 101,3 kPa e então esfriado
até que ele atinja seu volume inicial. Calcule o trabalho realizado pelo ar. (A
pressão manométrica é a diferença entre a pressão absoluta e a pressão
atmosférica)
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O trabalho realizado pelo ar é igual a 7.274,14 J
Sabemos pelo enunciado que:
- Volume do ar (V) = 0,180 m³
- Pressão Manométrica (Pman) = 103,0 kPa = 103000 Pa
- Pressão após expansão isotermica (P₂) = 101,3 kPa = 101300 Pa
Então neste caso temos dois processos, um isotérmico e um isobárico, por tanto, temos que calcular os dois trabalhos e adiciona-los.
- Trabalho isotérmico:
Nesse ponto todos os estados estã com a mesma temperatura, assim a partir da Lei dos gases ideais temos:
Para determinar o volume final do processo relacionamos o estado inicial e final:
Substituimos o valor na integral do trabalho:
- Trabalho isobárico
Neste ponto o trabalho é feito a uma pressão constante assim, então aplicamos a Lei de Boyle:
Lembramos que a pressão absoluta é a soma entre a pressão manométrica e a pressão
atmosférica, e logo unimos a equação de os dois trabalhos, e subtituimos os dados:
Anexos:
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