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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 5

Um acumulador pneumatico configurado para manter uma pressao constante quando o ar entra ou sai esta ajustado para 200   p s i a . Inicialmente, o volume e de 0 , 2   i n 3 e a temperatura e de 80   ° F . Adiciona-se ar ao acumulador ate que o seu volume seja de 1   i n 3 e a sua temperatura de 80   ° F . Quanto ar foi adicionado ao acumulador?

Passo 1

Certo temos nossa temperatura e pressão que se permanece constante, temos o volume inicial de 0,2   i n 3 e final de 1   i n 3 .

Desejamos encontrar a quantidade de massa adcionada ou seja avariação da massa.

Iremos considerar o ar como um gas ideial.

Passo 2

Utilizando a lei geral dos gases ideais temos:

P V = n R T

n = P V R T

Como n é a massa molar, e massa molar é a razão da massa pela massa molecular.

m = P V R T ∙ M

Considerando R = 0,3704   p s i ∙ f t 3 / l b m ∙ R , e M = 1 .

Note que teremos que converter 80   ° F para Rankine, para que nossa unidade de massa seja l b m

Passo 3

Condições iniciais:

m 1 = P V 1 R T

m 1 = 200 ∙ 0,2 0,3704 ∙ ( 80 + 460 )

m 1 = 0,200   l b m

Condições finais:

m 2 = P V 2 R T

m 2 = 200 ∙ 1 0,3704 ∙ ( 80 + 460 )

m 2 = 1   l b m

Portanto, a quantidade de ar adcionado foi:

Δ m = m 2 - m 1

Δ m = 0,8   l b m

Resposta

Δ m = 0,8   l b m

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