Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 107
107. Ar é comprimido isotermicamente de e para em um dispositivo reversível em regime permanente. Calcule o trabalho necessário (em ) para essa compressão.
Passo 1
Bora fazer mais uma questãozinha sobre entropia!
Olha só! Inicialmente, vamos analisar alguns aspectos importantes desse nosso problema...
A primeira coisa que dá pra notar logo de cara, é que este é um processo de fluxo constante, pois não há mudanças com o passar do tempo.
A segunda coisa que podemos notar, é que não há transferência de calor associada ao processo.
Terceiro... as alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.
E quarto e mais importante... O ar é considerado um gás ideal com aquecimentos específicos constantes.
Feito esse esquemático, bora partir pro que realmente importa.
Passo 2
A constante gasosa do ar é igual à...
Agora presta atenção! Essa questão é mais simples do que parece...
Para resolver ela, basta substituir a equação de estado ideal do gás na expressão de trabalho reversível de fluxo constante...
Mas primeiro, vamos à integral abaixo do trabalho de entrada:
Porém, como sabemos que...
Logo, basta substituir essa relação na integral...
Finalmente! Substituindo os valores numéricos de cada variável...
Obtemos nossa resposta!