Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 45
45 O vaso rígido mostrado na Fig P5.45 inicialmente conté 2 kg de água a 120 °C e o título igual a 0,25. A água é então aquecida até que a temperatura atinja 140°C. Qual é o trabalho e o calor transferido neste processo? Observe que a válvula está fechada.
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 nem energia potencial, vamos ter só a variação da energia interna, então:
E como o vaso 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 120°C:
Também vamos pegar na mesma tabela a energia interna:
Passo 4
E agora vamos para o estado 2. Vamos lá na tabela e pegar os dados a 140°C. Como , então temos duas fases.
Vamos achar o título, então:
E com o título achamos a energia interna específica:
Passo 5
Lembrando que:
Então: