Termodinâmica – Calculo de Trabalho ciclo Reversível e Isotermico

Um sistema termodinâmico consiste em um gás ideal. Ele sofre uma transformação AB reversível e isotérmica, como mostra, abaixo, o diagrama pressão versus volume.

Qual é, aproximadamente, a quantidade de calor em J trocada entre o sistema e a vizinhança durante essa transformação?

Equação para Resolução:

OBS: O aluno só pode usar essa expressão pra calcular trabalho se a transformação for reversível a temperatura constante. E o gás deve ter comportamento ideal

Resolução:

Pela Primeira Lei da Termodinâmica se tem:

 Para um gás ideal se tem:

Como o ciclo é isotérmico (Temperatura Constante) se tem:

Logo:

Como a transformação é reversível, se valendo da equação do gás ideal se pode determinar a pressão como função do volume e dai resolver a equação diferencial ordinária pelo método de separação:

A transformação é de V1 para V2, pelo grafico da Questão se tem:

Para calcular o trabalho se deve saber os valor do produto n.R.T, como esse produto é uma constante basta o aluno usar qualquer ponto do gráfico e substituir o P e o V dado por esse ponto na equação de estado do gás ideal e calcular o valor constante do produto n.R.T:

Como:

OBS: 1 – O aluno só pode usar essa equação de resolução por ser uma transformação reversível e isotérmica de um gás ideal.

2- O aluno deve entender que precisa usar um ponto qualquer do grafico da questão para estimar o valor do produto n.R.T que é uma constante.

Bons Estudos

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