Considere a transformação onde 16g de gás oxigênio O2 sofre a transformação abaixo. No início sua pressão e temperatura eram, respectivamente, 20atm e 40°C. De repente, o êmbolo que confinava subiu rapidamente (adiabaticamente) de forma que o gás expandiu rapidamente até ocupar um volume 3 vezes maior. Qual é o valor e o sinal do trabalho nesta transformação?
Figura: https://uploaddeimagens.com.br/imagens/JEhMkXA
Dúvida: Como é uma transformação em que P, V e T variam, não estou conseguindo encontrar uma expressão para calcular o trabalho.
Olá, tudo bem?
Realmente algumas situações da termodinâmica nos pegam.
Para resolver essa questão você deve saber que o trabalho é a integral de p*dv, como mostrado na figura. Para resolver essa integral você deve utilizar o modelo de gás ideal (p*v=R*T), a definição de calor específico de gases ideais (Cv = du/dT), e ainda aplicar o balanço de energia du = q - w. Como a situação é adiabática, q = 0 e portanto du = - w.
Acoplando todas essas definições, você chegará a uma equação diferencial cuja solução lhe dará o trabalho realizado (positivo, por ser trabalho realizado pelo sistema sobre o meio).
Essas são as dicas para a resolução. Tente ver se consegue desenrolar a questão agora. Se tiver problemas me escreva (prof.estefano.barioni@gmail.com) para que eu lhe ajude.
Abraços,
Prof. Estéfano Barioni
