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Capítulo 1 · Item 1.13
Exemplo 1.5: Trabalho na Expansão/Compressão Isotérmica
Gás ideal a temperatura constante · Integração de PdV
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Derivação do Trabalho Isotérmico

Gás ideal em cilindro, temperatura constante T. Usando P=nRT/V:

1
Partir de dW=PdV e integrar de Vi a Vf:
ΔW=ViVfPdV=ViVfnRTVdV
2
Resolver a integral (T = constante sai da integral):
Resultado — Trabalho Isotérmico
ΔW=nRTln(VfVi)
Casos: Expansão e Compressão
EXPANSÃO
Vf>Viln(VfVi)>0
ΔW<0
Sistema realiza trabalho
COMPRESSÃO
Vf<Viln(VfVi)<0
ΔW>0
Trabalho feito no sistema
Exercício 2.18

Um gás ideal é comprimido isotermicamente até que a pressão duplique: Pf=2Pi.

Determine: (a) a relação entre Vf e Vi; (b) o trabalho ΔW.

Solução

(a) PV=nRT com T constante → PiVi=PfVf: 2PiVf=PiViVf=Vi2

(b) Trabalho: ΔW=nRTln(Vi/2Vi)=nRTln2>0

Trabalho positivo confirma: trabalho foi feito sobre o gás (compressão). ✓