Um gás está inicialmente a uma pressão de 2 atmosferas, volume de 4 litros e temperatura de 300 kelvins. A partir deste estado sua pressão aumenta a volume constante até uma pressão de 5 atmosferas, determine sua temperatura ao final desta transformação. Depois desta primeira transformação ele é expandido à temperatura constante até um volume de 8 litros, determine sua pressão ao final desta segunda transformação. A partir deste ponto o gás é aquecido à pressão constante até uma temperatura de 900 kelvins, determine o volume final do gás. Represente as transformações do gás num gráfico da pressão em função do volume p×V.


Solução

Para as situações inicial e final da primeira transformação


Da Lei Geral dos Gases Perfeitos Como na transformação dada o volume se mantém constante V_i = V_f, temos uma transformação isométrica ou isovolumétrica ou isocórica e Lei Geral se reduz a Lei de Gay-Lussac substituindo os dados do problema Depois da primeira transformação o estado final do gás passa a ser o estado inicial da segunda transformação. Para as situações inicial e final da segunda transformação


Como na transformação dada a temperatura se mantém constante (T_i = T_f) uma transformação isotérmica e a Lei Geral se reduz a Lei de Boyle-Mariotte substituindo os dados do problema Após a segunda transformação o estado final do gás passa a ser o estado inicial da terceira transformação. Para as situações inicial e final da terceira transformação


Como na transformação dada a pressão se mantém constante (p_i = p_f) temos uma transformação isobárica e a Lei Geral se reduz a Lei de Charles substituindo os dados do problema dividindo o numerador e o denominador por 50 Com os dados obtidos no problema construímos o Gráfico 1, de A para B o gás sofre uma transformação isométrica ou isovolumétrica ou isocórica, de B para C uma transformação isotérmica e de C para D uma transformação isobárica.