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1) (2,5) Durante o processo de encher um pneu de bicicleta, 1 litro de ar (inicialmente sob 1 pressão atmosférica) é comprimido adiabaticamente par...

1) (2,5) Durante o processo de encher um pneu de bicicleta, 1 litro de ar (inicialmente sob 1 pressão atmosférica) é comprimido adiabaticamente para uma pressão de 7 atm. Considere o ar um gás ideal diatômico.

a) (0,5) Quantos graus de liberdade esse gás tem.
b) (0,5) Qual o índice adiabático do gás.
c) (0,5) Qual o volume final do gás no final da compressão.
d) (0,5) Quanto de trabalho foi realizado.
e) (0,5) Considerando que o gás se encontra inicialmente à temperatura de 300K – determine a temperatura final após o processo de compressão.


Essa pergunta também está no material:

AP3 - 2022 2
3 pág.

Física II Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de JaneiroFundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro

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a) O gás diatômico tem 5 graus de liberdade. b) O índice adiabático do gás é dado pela fórmula γ = (Cp / Cv), onde Cp é o calor específico a pressão constante e Cv é o calor específico a volume constante. Para um gás diatômico, γ = 7/5. c) Para determinar o volume final do gás, é necessário utilizar a fórmula do processo adiabático: P1 * V1^γ = P2 * V2^γ, onde P1 e V1 são a pressão e o volume iniciais, respectivamente, e P2 e V2 são a pressão e o volume finais, respectivamente. Substituindo os valores conhecidos, temos: 1 * 1^γ = 7 * V2^γ. Portanto, o volume final do gás é 1/7 litro. d) O trabalho realizado durante o processo de compressão adiabática é dado pela fórmula W = (P2 * V2 - P1 * V1) / (γ - 1), onde P1 e V1 são a pressão e o volume iniciais, respectivamente, e P2 e V2 são a pressão e o volume finais, respectivamente. Substituindo os valores conhecidos, temos: W = (7 * 1/7 - 1 * 1) / (7/5 - 1) = -2/5 litro * atm. e) Para determinar a temperatura final do gás, é necessário utilizar a fórmula do processo adiabático: T1 * (V1^γ-1) = T2 * (V2^γ-1), onde T1 e T2 são a temperatura inicial e final, respectivamente. Substituindo os valores conhecidos, temos: 300 * (1^7/5-1) = T2 * (1/7^7/5-1). Portanto, a temperatura final do gás é de aproximadamente 428,57 K.

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