Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 29
29 A força de arrasto aerodinâmico num automóvel é dada por . Admita que o ar se encontra a 290 K e 100 kPa e que a área frontal do automóvel é de 4 m2. Se a velocidade do automóvel é 90 km/h, determine a quantidade de energia utilizada para vencer a resistência acrodinâmica numa viagem com duração de 30 minutos.
Passo 1
Bem... Parece complicada, mas é de boa. Só vai dar um trabalhinho a mais... A gente já tem a fórmula da força e tendo a força, a gente calcula o trabalho. E você sabe o que isso significa??? Que temos a variação de energia... =)
Passo 2
Pra calcular a força nós já temos a área (), a velocidade () e precisamos da densidade... hummmmm... Se a gente considerar o ar um gás perfeito, podemos usar aquela fórmula, né:
E como densidade é massa sobre volume:
A gente vai olhar lá atrás a tabela A.5. (obs... lá tem um R que é diferente desse R que usamos aqui, mas no fim das contas a gente chega na mesma coisa. Lá é um R diferente pra cada gás. O R de lá é dividido pelo peso molecular, que é a mesma coisa que massa molar). Então vamos lá:
Com , ,
Detalhee... Se vc fizer separado o , vai achar o valor do “R” da tabela.
Arrumando a unidade:
Passo 3
Agora já podemos achar a força, né... afff.. ainda não....
Precisamos converter a velocidade pra senão dá BO... (mas é só dividir por 3,6, né)
AAAAAAAA... agora sim:
Passo 4
Agora vamos calcular o trabalho pela fórmula, né:
Hummmm.... a gente não tem o , maaaasss temos a velocidade () e o tempo ()...
Finalmente vamos calcular o trabalho: