Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 102
102 Um tanque rígido e isolado, com volume igual a 1 m3, inicialmente contém ar a 800 kPa e 25°C. Uma válvula do tanque, então, é aberta e a pressão interna se reduz rapidamente até 150 kPa, quando a válvula é fechada. Admitindo que o ar que permanece no interior do tanque passa por uma expansão adiabática e reversível, calcule a massa retirada do tanque no processo.
Passo 1
Vamos lá?
Pra essa questão nós vamos usar a relação pra processo adiabático e reversível:
Vamos usar também a equação dos gases perfeito:
Ahh.... e também as tabelas lá do final do livro.
Passo 2
Para nossa alegria já tem essa relação maravilho, né?
Então vamos pegar os dados que faltam na tabela A.5:
E podemos achar a : (não esquecendo de passar pra Kelvin: )
Passo 3
Agora pensa comigo... Como a gente quer a massa retirada, a gente pode calcular a massa do início e diminuir a massa no final que vamos ter a massa retirada, né:
Pra calcular vamos usar a equação dos gases perfeitos.
Repara que o que é dado na tabela é diferente do da equação.
O da equação é aquele que já conhecemos:
Se a gente pegar ele e dividir pelo peso molecular ( ) dá exatamente o da tabela:
Se multiplicar por 1000 em cima e embaixo:
Passo 4
Repare também que podemos mexer um pouco na equação dos gases:
Usando :
Passo 5
Pronto... agora já temos tudo para calcular a massa inicial e final. (amém)
- para a massa inicial:
- para a massa final:
Então a massa retirada: