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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 21

O arranjo cilindro-pistão mostrado na Fig. P4.21 contém bióxido de carbono a 300   k P a e 100   ° C com um volume de 0,2   m 3 . Pesos são adicionados sobre o pistão de tal forma que o gás é comprimido de acordo com a relação P V 1,2 = c o n s t a n t e até uma temperatura final de 200   ° C . Determine o trabalho realizado durante o processo.

Passo 1

Vamos lá, pessoal! Da equação 4.4, P V n , quando n ≠ 1 o trabalho pode ser escrito como:

W = ∫ P d V = P 2 V 2 - P 1 V 1 1 - n

Assumindo que o gás seja ideal P V = m R T , então

W = m R ( T 2 - T 1 ) 1 - n

Mas,

m R = P 1 V 1 T 1

Substituindo os valores:

m R = ( 300   k P a   ) ( 0,2   m 3 ) 100 + 273,15   K = 0,161   k P a

Então o trabalho pode ser dado por:

W = 0,161   k P a   ( 4 73,15 - 373,15 ) K 1 - 1,2

W = - 80,4   k J

Resposta

W = - 80,4   k J

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