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Enunciado

Termodinâmica - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 31

Vinte e sete litros de gás argônio a 10   ° C e 1   a t m são comprimidos isentropicamente até uma pressão de 600   k P a . (a) Qual será sua nova pressão e temperatura? (b) Se ele for resfriado nesse novo volume de volta para os 10   ° C , qual será a pressão final?

Passo 1

E aí, tudo bem? Bora matar essa questão rapidinho!

a)

Essa questão nos pede um pouco dos conceitos de termodinâmica (caso precise relembrar algo nós temos tudo no site, prontinho para você), da tabela A . 4 para o argônio temos:

R = 208   m 2 s 2 ⋅ K ,   k = 1,67

Lembrando que T 1 = 283   K com a conversão temos:

ρ 1 = p 1 R T 1 = 101,35   k P a 208   m 2 s 2 ⋅ K ⋅ 283   K

ρ 1 = 1,72   k g m 3

Para um processo isentrópico com constante k , temos:

p 2 p 1 = 600   k P a 101,35   k P a = 5,92 = ρ 2 ρ 1 k

5,92 = ρ 2 1,72 1,67

ρ 2 = 4,99   k g m 3

5,92 = T 2 T 1 k k - 1

5,92 = T 2 283 1,67 0,67

T 2 = 587   K = 305   ° C

Passo 2

b)

Agora pra matar essa questão de vez, se resfriarmos a volume constante, significa que ρ permanece constante, assim:

p 3 = ρ 3 R T 3 = 4,99   k g m 3 ⋅ 208   m 2 s 2 ⋅ K ⋅ 283   K

p 3 ≈ 294   k P a

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

Resposta

a)

ρ 2 = 4,99   k g m 3 ; T 2 = 305   ° C

b)

p 3 ≈ 294   k P a

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