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.
Exercícios relacionados
Admitindo que a 1 atm 0 ar seja composto exclusivamente por
e
, com suas pressões parciais na razão 0,21:0,79, quais são as suas frações mássicas? Dado:
:
MM N2:
.
Resp: w .
Resp: w
Um Sistema Fechado com Massa de 3 kg sofre um processo no qual há Transferência de Calor de 150 kJ do Sistema para a Vizinhança. O Trabalho REALIZADO SOBRE o Sistema é de 75 kJ. Se a Energia Interna Específica Inicial do Sistema for
, qual é a Energia Interna Específica Final, em kJ/kg? Despreza as Variações nas Energias Cinética e Potencial. Resposta:
.
Considere uma pessoa de pé em uma sala a
. Determinar a taxa total de transferência de calor dessa pessoa, se a superfície exposta e a temperatura média da superfície da pessoa são
,
respectivamente. A emissividade da pessoa é
e o coeficiente de transferência de calor por convecção é de
.
Água quente a uma temperatura média de
flui através da seção interna de um tubo de aço galvanizado (
) de 5 m de comprimento cujos diâmetros interno e externo são 5 cm e 6 cm , respectivamente. Sobre a superficie externa do tubo, é acrescentada uma camada de isolante com espessura de 1 cm , cuja emissividade é 0,7 , de forma a garantir uma temperatura superficial segura para o toque de
. A superfície externa da camada de isolante está exposta ao ar frio de
no porão, com coeficiente de transferência de calor de
. Considere que as paredes do porão também estão com
. O coeficiente de transferência de calor na superficie interna do tubo é
.
Desenhe o circuito térmico que representa a situação de transferência de calor em regime estacionário. Identifique todas resistências térmicas, nós de temperatura e sentido da taxa de transferência de calor.
Desenhe o circuito térmico que representa a situação de transferência de calor em regime estacionário. Identifique todas resistências térmicas, nós de temperatura e sentido da taxa de transferência de calor.