Física Experimental III Compressão isotérmica de um gás ideal

Física Experimental III
Compressão isotérmica
de um gás ideal
Lei dos Gases Ideias
Definimos um gás ideal como um gás para o qual a razão PV/nT é constante em todas as
pressões. Portanto, essas variáveis estão relacionadas por:
PV = nRT
onde
n – número de moles do gás, que é dado pela razão entre o número de moléculas do gás e
o número de Avogadro NA
n =
N
NA
R – constante universal dos gases. R = 8,314 J/mol.K .
Primeira Lei de Termodinâmica
A primeira lei de termodinâmica é um enunciado sobre a conservação da energia e
relaciona o trabalho realizado sobre o sistema, o calor trocado entre o sistema e o meio e
a energia interna do sistema.
Q = ΔU + W
No caso de um gás ideal, a energia interna depende somente da temperatura do gás. Para
um gás monoatômico, a energia interna é
U =
3
nRT
2
Compressão Isotérmica de um Gás Ideal
Considere um gás confinado num cilindro que dispõe de um pistão que pode ser mover
sem atrito. Quando o pistão é deslocado, o gás é comprimido e trabalho é realizado sobre
o sistema. Durante a compressão, calor é transferido para o meio, e a temperatura do gás
permanece a mesma. Dizemos que o processo é isotérmico.
O diagrama PV de um processo isotérmico é
uma hipérbole. O trabalho realizado sobre (ou
pelo) sistema é dado pela área subtendida pela
curva P x V.
W =
PV = constante
∫ P dV