Um Tanque Rígido e Isolado com Volume de
contém Ar. O Tanque está equipado com um agitador que transfere ENERGIA para o Ar a uma Taxa Constante de 4 W durante 1 h . A Massa Específica Inicial do Ar é 1,2
. Se não houver Variação nas Energias Cinéticas e Potenciais, determine:
b) a Transferência de Energia através de Trabalho, em Kj.
b) a Transferência de Energia através de Trabalho, em Kj.
Passo 1
Então, vamos resumir o que a gente tem aqui: temos um tanque rígido e isolado com um volume de
que contém ar. Esse tanque tem um agitador que está transferindo energia para o ar a uma taxa constante de 4 W durante 1 hora. A massa específica inicial do ar é
. A gente precisa descobrir a quantidade de energia transferida através do trabalho, e o resultado final deve estar em quilojoules (kJ).
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a transferência de energia através do trabalho. Quando o agitador está transferindo energia para o ar, ele está fazendo trabalho sobre o sistema. A potência (W) é a taxa na qual essa energia está sendo transferida. Então, para encontrar a energia total transferida, precisamos multiplicar a potência pelo tempo durante o qual essa transferência ocorre.
Passo 3
A potência fornecida pelo agitador é de 4 watts (W), e o tempo durante o qual esse trabalho é realizado é de 1 hora. Mas antes de multiplicar, precisamos converter o tempo de horas para segundos, porque a unidade de potência (watt) é em joules por segundo (J/s).
Sabemos que:
Passo 4
Agora, vamos calcular a energia total transferida:
Passo 5
Como a questão pede a resposta em quilojoules (kJ), vamos converter joules para quilojoules. Sabemos que:
Então:
Resposta
A transferência de energia através de trabalho é de 14,4 kJ.