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:
c) a Variação da Energia Interna Específica do Ar, em kJ/kg.
c) a Variação da Energia Interna Específica do Ar, em kJ/kg.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um tanque rígido e isolado com volume de 0,6 m³ que contém ar. Tem um agitador lá dentro que está transferindo energia para o ar a uma taxa constante de 4 W durante 1 hora. A densidade inicial do ar é de 1,2 kg/m³. O que a gente precisa descobrir aqui é qual foi a variação da energia interna específica do ar, medida em kJ/kg. Vamos precisar usar conceitos de termodinâmica, especificamente a primeira lei da termodinâmica, que relaciona a energia fornecida ao sistema com a variação da energia interna.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade total de energia que foi transferida para o ar pelo agitador. Sabemos que a potência
é de 4 W e o tempo
é de 1 hora. Mas precisamos converter o tempo para segundos para manter as unidades consistentes.
Então, a energia total
transferida é:
Passo 3
Agora, vamos calcular a massa de ar presente no tanque. Sabemos que a densidade inicial
é de 1,2 kg/m³ e o volume
é de 0,6 m³. A massa
é dada por:
Passo 4
Com a energia total transferida
e a massa
do ar, podemos encontrar a variação da energia interna específica
. A energia interna específica é a energia por unidade de massa, então:
Convertendo para kJ/kg:
Resposta
A variação da energia interna específica do ar é de 20 kJ/kg.