Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 125

Um arranjo pistão-cilindro sem atrito contém inicialmente ar a 100 kPa e 0,15 m³. Nesse estado, uma mola linear () está tocando o pista, mas sem exercer qualquer força sobre o mesmo. O ar é então aquecido até o estado final de 0,45 m³ e 800 kPa. Determine (a) o trabalho total realizado pelo ar e (b) o trabalho realizado contra a mola. Mostre também o processo em um diagrama P-v.

Passo 1

O diagrama P-V do processo é representado na figura abaixo:

Passo 2

A pressão varia linearmente com o volume nesse processo. O trabalho realizado pelo ar é igual a área abaixo da curva no diagrama P-V. Assim:

Passo 3

Para calcular o trabalho contra a mola, primeiro calculamos o trabalho do ar sem a mola, o que, nesse caso, teríamos um processo em pressão constante a 100 kPa. Logo:

O trabalho contra a mola é:

Resposta

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Comprime-se 0,5 lbm de argônio de 1.000 psia para 2.000 psia a 300 °F em um dispositivo pistão-cilindro que executa um processo politrópico em que P V 1,6 = c o s n t a n t e . Determine a temperatura

Durante alguns processos reais de expansão e compressão em arranjos pistão-cilindro, observou-se que os gases obedecem à relação P V n = C , onde n e C são constantes. Calcule o trabalho realizado con

Um gás ideal passa por dois processos em um arranjo pistão-cilindro, da seguinte maneira: 1 - 2 Compressão politrópica de T 1 e P 1 com o expoente politrópico n e a razão de compressão de r = V 1 / V

A equação de estado de um gás é dada por V - P + 10 / V 2 - = R u T , onde as unidades de V - e P são m 3 / k m o l e kPa, respectivamente. Uma quantidade de 0,2 kmol desse gás é expandida em um proce

Reconsidere o Prob. 4-127E. Usando o recurso de integração do EES, determine o trabalho realizado. Compare o resultado com o resultado de uma “calculadora manual”.