Um tanque rígido contém 1 kg de ar a
e é aquecido até 1500 K . Use a Tabela A. 7 para determinar o calor transferido no processo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um tanque rígido com 1 kg de ar a 300 K e 120 kPa, que vai ser aquecido até 1500 K. Nosso objetivo é descobrir quanto de calor foi transferido nesse processo. Para isso, vamos usar a Tabela A.7, que tem as propriedades do ar que precisamos. O conteúdo que vamos mexer aqui é da Termodinâmica, especialmente a parte que fala sobre a Primeira Lei da Termodinâmica em processos a volume constante.
Passo 2
Como o tanque é rígido, isso significa que o volume não muda durante o aquecimento. Quando o volume não muda, o trabalho que o gás faz é zero. Sabe por quê? Porque o trabalho em processos de expansão ou compressão é dado por
. Se o volume não muda (
), então
. Portanto, a mudança na energia interna (
) é igual ao calor transferido (
):
Passo 3
Para um gás ideal, a variação da energia interna é calculada usando a fórmula:
Onde:
-
é a massa do gás (1 kg) -
é a capacidade calorífica a volume constante -
é a variação de temperatura
Primeiro, vamos calcular a variação de temperatura:
Passo 4
Agora, precisamos encontrar o valor de
para o ar na Tabela A.7. Supondo que, de acordo com a tabela,
.
Passo 5
Vamos aplicar os valores na fórmula da energia interna para encontrar o calor transferido:
Resposta
O calor transferido no processo é de 861,6 kJ.