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Física

Calculadora de Compressão e Expansão Adiabática (Gás Ideal)

Temperatura e pressão finais e trabalho quando um gás ideal é comprimido ou expandido tão depressa que não entra nem sai calor, com o resultado isotérmico para comparação.

Resultados

Temperatura final 463,2 °C
Pressão final 2545,2 kPa
Trabalho realizado sobre o gás (negativo quando se expande) 3829,8 J
Pressão se a temperatura tivesse ficado igual 1013,3 kPa
Quantidade de gás 0,4157 mol
Como varia
Temperatura finalVolume depois da variação 0,5 – 15,0. Temperatura final: 698,482 → -23,8895; Temperatura se o calor pudesse escapar (isotérmico): 20 → 20Temperatura finalTemperatura se o calor pudesse escapar (isotérmico)-20002004006008005,010,015,0Volume depois da variação (L)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

Numa variação adiabática não há troca de calor, e por isso todo o trabalho vai para a energia interna do gás ou sai dela: comprima-o e aquece, deixe-o expandir e arrefece. Comprimir o ar dez vezes, de 10 L para 1 L, leva-o de 20 °C a cerca de 460 °C e a pressão a cerca de 25 vezes — o aquecimento que um motor diesel usa para inflamar o combustível sem faísca. A bomba de bicicleta que aquece e o spray que arrefece ao disparar são o mesmo efeito. As relações supõem um gás ideal e um processo reversível e sem atrito; a transformação real é um pouco diferente.

Fórmula

T₂ = T₁ (V₁ ÷ V₂)^(γ−1) · P₂ = P₁ (V₁ ÷ V₂)^γ · W = (P₂V₂ − P₁V₁) ÷ (γ − 1)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
gsTipo de gás—
p1Pressão inicialkPa
t1Temperatura inicial°C
v1Volume inicialL
v2Volume depois da variaçãoL
T2Temperatura final°C
P2Pressão finalkPa
WTrabalho realizado sobre o gás (negativo quando se expande)J
PIPressão se a temperatura tivesse ficado igualkPa
NQuantidade de gásmol

Exemplo resolvido

  • Tipo de gás2
  • Pressão inicial101,325 kPa
  • Temperatura inicial20 °C
  • Volume inicial10 L
  • Volume depois da variação1 L
  • Temperatura final463,2 °C
  • Pressão final2545,2 kPa
  • Trabalho realizado sobre o gás (negativo quando se expande)3829,8 J
  • Pressão se a temperatura tivesse ficado igual1013,3 kPa
  • Quantidade de gás0,4157 mol

Limitações

  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
  • Misturar unidades é a causa de erro mais comum. Converta todos os valores para as unidades indicadas ao lado de cada campo antes de calcular.