Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Brunetti - Mecânica dos Fluidos - Ed: 2º - Capítulo 12.Exercício - Ex. 2
As propriedades do ar são obtidas como uma média ponderada de seus componente; dessa forma, admite-se que sua massa molecular seja 29. Um recipiente rígido de contém ar a e uma pressão de . O recipiente é aquecido até atingir uma pressão de . Sabe-se que a constante universal dos gases é e que a constante adiabática de ar é Determinar:
- Os calores específicos a volume e pressão constantes;
- A temperatura final em ;
- A variação de energia interna;
- A variação de entalpia;
Passo 1
Os dados da questão:
- Massa molecular:
- Volume:
- Temperatura
- Pressão inicial:
- Pressão final:
- Constante universal dos gases:
- Constante adiabática de ar:
Passo 2
Para esse gás específico a constante dos gases é:
Passo 3
Os calores específicos podem ser dados pelas seguintes equações:
Passo 4
A temperatura pode ser calculada pela relação entre os gases perfeitos. Como é uma transformação isovolumétrica:
Passo 5
Vamos calcular a massa do gás utilizando a equação dos gases:
Usando o estado inicial do gás:
Isolando a massa e efetuando os cálculos:
Passo 6
Agora, podemos usar a equação da energia interna:
Passo 7
E podemos calcular a entalpia pela equação: