Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 39
39 Um tanque rígido e estanque, com volume de 150 litros, contém água a 100 °C e título de 90%. O tanque é então resfriado até -10°C. Calcule o calor transferido neste processo.
Passo 1
Bem... vamos lá.... pra essa questão nós vamos precisar de um monte de coisa, maaas.. vamos aos poucos que sai tudo certinho. ;)
Vamos usar a primeira lei da termodinâmica, né:
E também da equação de variação de energia total:
Ahhh... e alguns dados na tabela lá do final do livro.
Passo 2
Então... Vamos pegar as duas equações aí de cima e juntar...
Maaaas antes vamos fazer algumas considerações.
Como não tem variação de energia cinética e de energia potencial e tals, vamos ter só a variação da energia interna, então:
E como o tanque é rigido, então temos volume constante e também o trabalho é zero:
Agora sim, juntando ficamos com:
Passo 3
Como tem duas fases (ele fala até o título), então podemos achar o volume específico do estado um. Vamos olhar na tabela B.1.1 alguns dados para 100°C:
E já vamos calcular a massa, então, porque bamos precisar (cuidaaaado com as unidades):
Também vamos pegar na mesma tabela a energia interna:
Passo 4
Agora pensa comigo... se foi resfriado até -10°C, então apareceu algum gelinho, né... então vamos lá na tabela B.1.5 e vamos procurar, nos dados de -10°C.
Dá pra achar o novo título, né:
E daí também calculamos a energia interna:
Passo 5
Lembrando que:
Então: