49 Um tanque rígido com volume igual a 10 litros contém 5 kg de água a 25°C. Esta água é, então, aquecida até 175 °C, utilizando-se uma bomba de calor que recebe calor do ambiente. Sabendo que a temperatura do ambiente é 25°C e que o processo é reversível, determine a transferência de calor para a água e o trabalho consumido na bomba de calor.

Bom... a primeira coisa que chama a nossa atenção é que o tanque é rígido, né... E sabe o que isso quer dizer???? Que o volume é constante....... e então não tem trabalho:

Ué, mas e o trabalho da bomba que é diferente de zero?? Ele não conta?

O trabalho da bomba de calor não conta, porque estamos usando a primeira lei da termodinâmica para estudar apenas a água que está sendo aquecida dentro do tanque rígido. Não estamos incluindo nesse estudo a bomba que está aquecendo a água!

Pro estado inicial nós temos o volume e a massa, ou seja.... temos o volume específico:

Agora vamos em busca de alguma tabela com a temperatura de 25°C e esse volume específico...

Hmmm... o mais próximo que achamos foi na tabela B.1.1, né... então temos a possibilidade de ter duas fases (na verdade já sei que temos duas fases porque o valor está entre o valor de líquido saturado e vapor saturado). Então vamso precisar achar o título, né...

Com os valores do volumes específico de vapor saturado e de líquido saturado para 25°C:

E com isso podemos calcular a energia interna específica inicial:

E também a entropia específica inicial:

Para o estado final vamos fazer as mesmas coisas, praticamente, mas pra temperatura de 175°C.

Como tem o mesmo volume, né...

E achando o título:

E então achar a energia interna final:

E a entropia específica final:

Usando a equação da energia conseguimos calcular: