Uma massa de 1,8 kg de ar, inicialmente com pressão de 10 atm e volume de 200 litros, sofre três transformações em sequência: 1ª transformação: exp...

Para resolver esse problema, podemos utilizar as leis dos gases ideais e as relações termodinâmicas. Vamos analisar cada transformação separadamente: 1ª transformação: expansão isotérmica até a pressão de 4,5 atm. Nessa transformação, a temperatura do gás se mantém constante. Podemos utilizar a lei de Boyle-Mariotte para relacionar a pressão e o volume: P1 * V1 = P2 * V2 Substituindo os valores conhecidos: 10 atm * 200 L = 4,5 atm * V2 V2 = (10 atm * 200 L) / 4,5 atm V2 ≈ 444,44 L 2ª transformação: expansão isentrópica até o volume de 586 litros. Nessa transformação, a entropia do gás se mantém constante. Podemos utilizar a relação entre as temperaturas e os volumes para gases ideais: (T1 / T2) = (V1 / V2)^(k-1) Substituindo os valores conhecidos: (T1 / T2) = (200 L / 586 L)^(1,4-1) (T1 / T2) = (0,341)^(0,4) (T1 / T2) ≈ 0,843 T2 = T1 / 0,843 T2 ≈ 120,04 K 3ª transformação: compressão isobárica voltando ao volume inicial. Nessa transformação, a pressão do gás se mantém constante. Podemos utilizar a lei de Boyle-Mariotte novamente: P2 * V2 = P3 * V3 Substituindo os valores conhecidos: 4,5 atm * 586 L = P3 * 200 L P3 = (4,5 atm * 586 L) / 200 L P3 ≈ 13,17 atm Portanto, as respostas são: b) A pressão e temperatura final do gás são p4 = 13,17 atm e T4 = 120,04 K. c) O trabalho total realizado é Wt = 95,69 kJ.