Enunciado

Para o vapor a 276   k P a , a Referência 23 apresenta alguns valores de temperatura e de volume específico:

O vapor, nessas condições, está próximo de ser um gás perfeito, ou é fortemente não ideal? Se ele for aproximadamente perfeito, encontre um valor com erro mínimo quadrático† para a constante do gás R , em m 2 / ( s 2   ·   K ) ; calcule o erro percentual nessa aproximação e compare com a Tabela A . 4 .

Passo 1

Essa é até que simples, vamos matar ela rapidinho.

Primeiro vamos coletar encontrar o valor de R para cada temperatura e montar uma tabela.

Lembrando da nossa famosa formula:

P = ρ R T

Isolando R :

R = P ρ T

Como:

v = 1 ρ ; R = P ⋅ v T

Agora substituindo para os dados (Lembrando que a temperatura é em K ):

R T = ρ V T = 276 ⋅ 10 3   P a ⋅ 0,787   m 3 k g 204,4 + 273   K

R 204,4   ° C = 455   m s 2 ⋅ K

Passo 2

Vamos calcular a média para nossos valores:

1 5 ∑ i = 1 5 R T = 455 + 457,76 + 459,06 + 459,79 + 460,33 5

R m é d = 458,4 ± 0,74 %   m 2 s 2 ⋅ K

Agora pra matar de vez!

Aplicando o método dos mínimos quadráticos temos:

E = ∑ i = 1 5 R - R T 2

d E d R = ∑ i = 1 5 2 R - R T = 0

R = R T

Logo:

R q u a d r a t i c o = 1 5 ∑ i = 1 5 R T

R q u a d r a t i c o = R m é d = 458,4 ± 0,74 %   m 2 s 2 ⋅ K

O valor encontrado na tabela A . 4 é:

R = 461   m 2 s 2 ⋅ K

Se comparado ao R m é d temos um erro de ϵ = 0,56 % e erro máximo ϵ m á x = 1,3 %

Isso é tudo pessoal, conseguimos mais uma! \o/

Resposta

R q u a d r a t i c o = R m é d = 458,4 ± 0,74 %   m 2 s 2 ⋅ K

ϵ = 0,56 %

ϵ m á x = 1,3 %

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