Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 14
Um tanque de contém ar a (absoluta) e . O tanque é pressurizado até . Considerando que o tanque receba ar de forma adiabática e reversível, calcule a temperatura final do ar no tanque. Agora considerando que a pressurização tenha sido isotérmica e reversível, calcule a perda de calor pelo ar do tanque durante o processo? Qual processo (o adiabático ou o isotérmico) resulta em uma massa maior de ar no tanque?
Passo 1
Vamos começar anotando todos os nossos dados pra gente não se perder, beleza?
Mas a gente precisa fazer algumas considerações, como: estar trabalhando com gás ideal e nosso calor específico ser constante.
Além disso, não podemos esquecer de anotar as nossas constantes, que já estão tabeladas de acordo com as considerações que fizemos, e que temos que observar que elas apresentam o Kelvin como unidade de temperatura então precisamos ajustar isso aí. Partiu!
Beleza! Vamos começar no próximo passo com os cálculos!
Passo 2
Bom, vamos começar encontrando a pressão:
Vamos para o nosso próximo passo!
Passo 3
O enunciado nos disse que o processo é isotérmico, então:
Mas não existe variação de temperatura, por ser isotérmico…
E o trabalho é dado por:
Mas nós não temos nem e nem , vamos então buscar uma relação para substituí-los:
Beleza! Vamos colocar isso na equação e encontrar o trabalho!
Aeee! Show! Agora vamos descobrir qual processo usa uma massa maior!
Passo 4
Pra gente fazer isso precisamos encontrar as suas massas:
E há nossa massa isotérmica ficará:
Resposta
A compressão isotérmica nos dá mais massa no tanque.