Trabalho de um gás

 

A Termodinâmica é a área da Física que estuda as relações entre a energia térmica e a energia mecânica. Um de seus temas de estudo é a transformação de calor (Q) em trabalho (τ) durante uma transformação gasosa.

Calculando o trabalho

Suponha um gás encerrado em um recipiente fechado por um êmbolo móvel, que pode deslizar sem resistência com as paredes do recipiente. Suponha também a pressão externa constante sobre o recipiente. Se o embolo se desloca, o volume do gás varia. 

Para que o êmbolo suba, por exemplo, as partículas do gás devem exercer uma força F no êmbolo. O trabalho realizado pela força realizada pelo gás, durante a expansão, vale:

onde:

W = trabalho realizado pela força aplicada pelo gás, sob pressão constante, no deslocamento do êmbolo, medido em Joules (J) no SI.

DV = variação de volume do gás, medida no SI em m³

p = pressão exercida pelo gás, medida em N/m² no SI

Gráfico p x V

O trabalho realizado por um gás, no gráfico P x V, é numericamente igual a área compreendida entre a reta representativa das transformações e o eixo do volume. 

Numa transformação cíclica ou fechada o estado inicial e final do gás coincidem. Em toda transformação cíclica, o trabalho realizado é fornecido pela área do ciclo.

Trabalho em transformações gasosas

Analisando o sinal do trabalho.

Por Thiago Miranda
Me. Prof. de Física