Um tanque rígido com volume de 100   L , contém nitrogênio ( N 2 ) a 900   K e 3   M P a . O tanque é, então, resfriado até que a temperatura atinja 100   K . Determine o trabalho e o calor para esse processo.

Passo 1

Fala aí! Partiu arrasar nesse assunto? Vamos lá!

Vamos começar anotando todos os dados do nosso enunciado, beleza?

Temos o seguinte:

V = 100   L T 1 = 90 0   K P = 3   M P a T 2 = 100   K

O enunciado ta pedindo pra gente o calor ( Q ) e o trabalho ( W ), podemos achar eles assim:

Q = m   .   c   .   Δ T W =   - P e x t   .   Δ V

Vamos lá então!

Passo 2

Começando pelo calor, precisamos antes de tudo pegar o dado de calor específico que já é tabelado e encontrar a massa do nitrogênio, beleza?

c = 1046,7   J / k g   .   K

Agora para encontrar a massa dele, vamos usar uma relação já conhecida entre a gente:

ρ = m V

m = ρ   .   V

Nós temos o volume e podemos encontrar a densidade já tabelada:

ρ = 1,185   k g / m ³

Vamos nessa então:

m = 1,185   .   100

m = 118,5   k g

Passo 3

Agora nós podemos calcular o calor! Vamos então:

Q = m   .   c   .   Δ T

Q = 118,5   .   1046,7   .   ( 100 - 900 )

Q =   -   99.27 7,16   k J

Show! Arrasamos!!

E o trabalho será:

W =   - P e x t   .   Δ V

Maaaas, a gente ta falando de um gás dentro de um tanque rígido, certo?! Então não tem alteração de volume, logo:

W =   - 3000   × 0

W =   0   k J

Beleza! Conseguimos!

Resposta

Q =   -   99.277,16   k J W =   0   k J

Exercícios Resolvidos de Primeira lei da termodinâmica

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