Para apresentar os principais recursos da planilha e demonstrar como utilizá-los, o mais conveniente é escolher como ilustração algum assunto de Física. Optou-se por estudar a compressão e o aquecimento (simultâneos) de um gás ideal. Trata-se de um problema que pode ser formulado no quadro de um curso de Física Geral, mas cuja análise quantitativa é suficientemente complexa para justificar o uso da planilha. Começa-se, portanto, por revisar os princípios e relações relevantes.
Dispõe-se de certa quantidade de gás. É conveniente medir esta quantidade em mols (mol). Temos então n mols de gás.
Supõe-se que um aquecedor fornece calor a este gás à taxa temporal q constante. Portanto, o calor fornecido no (pequeno) intervalo de tempo dt é dQ=qdt.
Um motor, que trabalha à potência constante w, comprime o gás. Portanto, o trabalho realizado sobre o gás no intervalo de tempo dt é dW=wdt. Como se sabe,
Pela primeira lei da Termodinâmica, o aumento de energia interna E, devido ao fornecimento de calor e ao trabalho realizado sobre o gás, é
As outras relações que serão utilizadas dizem respeito especificamente ao caso particular de um gás ideal. A primeira é a lei dos gases ideais,
A segunda relação é a expressão da energia interna em função da temperatura. Na suposição de que os corpúsculos do gás possuem apenas os três graus de liberdade de translação, esta expressão toma a forma
Considerar-se-ão os valores de q e w como dados do problema. Utilizar-se-ão as unidades cal/s e W, respectivamente, para especificá-las. [Não confunda a notação W para o watt, unidade de potência, com a notação W, que usamos para o trabalho.] Para transformar q em unidades SI, é preciso o fator de conversão
Começa-se (em t=0) com um volume V0 de gás à temperatura T0 e pressão p0. Esta é convenientemente especificada em atmosferas (atm). Porém, a unidade SI de pressão é o pascal (1 Pa=1 N/m2) e é preciso realizar a conversão, lembrando que
Escolhe-se um valor adequado (pequeno) para o intervalo de tempo dt. Isso determina os valores de dQ, dW e dE.
Deseja-se calcular os valores das quantidades termodinâmicas nos instantes ti, i=0,1,2,...N, tais que ti+1=ti+dt. Procede-se por recursão: supõe-se que esses valores já foram determinados no instante ti e determina-se os valores correspondentes no instante ti+1 seguindo os passos explicitados abaixo.
Pode-se, agora, montar a planilha!