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:
a) o Volume Específico no Estado Final, em
.
a) o Volume Específico no Estado Final, em
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre um tanque rígido e isolado que contém ar. A gente precisa descobrir o volume específico final do ar após adicionar energia por meio de um agitador. Para isso, vamos usar conceitos de massas específicas e volume específico da matéria.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que cada dado representa:
- Volume do tanque (V): 0,6 m³
- Taxa de energia transferida §: 4 W
- Tempo de transferência (t): 1 hora (que é 3600 segundos)
- Massa específica inicial (ρ₁): 1,2 kg/m³
Passo 3
Como o tanque é rígido, o volume não muda. E como ele é isolado, não tem troca de massa com o ambiente. Ou seja, a massa de ar dentro do tanque permanece a mesma durante todo o processo.
Passo 4
Vamos calcular a massa de ar no tanque. A massa específica (ρ) é a massa por unidade de volume. Então:
Substituindo os valores:
Passo 5
O volume específico (v) é o inverso da massa específica. Matematicamente:
Já sabemos que o volume (V) é 0,6 m³ e a massa (m) é 0,72 kg.
Passo 6
Vamos calcular o volume específico final:
Resposta
O volume específico no estado final é de 0,833 m³/kg.