Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 43
43 Um conjunto cilindro – pistão, que apresenta esbarro, contém 50 kg água. Inicialmente, o volume e a pressão na água são iguais a 0,1 m3 e 200 kPa. Quando o pistão encosta no esbarro, o volume da câmara se torna igual a 0,5 m3. Transfere-se calor ao sistema até que o pistão toque o esbarro. Determine 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 é um gás e tals, vamos ter só a variação da energia interna, então:
Agora sim, juntando ficamos com:
Maaaas:
Então ficamos com:
Passo 3
Como já começamos sabendo o volume e massa, vamos calcular o volume específico inicial:
Olhando lá na tabela B.1.2 (porque temos a pressão em vez da temperatura), vemos que , então nós temos duas fases.
Vamos achar então o títutlo:
E com isso agora podemos calcular a entalpia específica:
Passo 4
Agora vamos pro final e como o volume aumenta, então vamos calcular volume específico já que temos o volume e a massa:
Vamos achar então o títutlo:
E com isso agora podemos calcular a entalpia específica:
Passo 5
Lembrando que:
Então: