Um arranjo pistão-cilindro sem atrito contém 2 kg de nitrogênio a 100 kPa e 300 K. O nitrogênio é então comprimido lentamente de acordo com a relação P V 1,4 = constante até atingir uma temperatura final de 360 K. Calcule a entrada de trabalho durante esse processo.

A equação para calcular o trabalho de um processo politrópico é dada por: W f =P 2 V 2 - P 1 V 1 1 - n Vamos lembrar que pela equação do gás ideal, temos: P V=m R T Podemos substituir essa relação na equação do trabalho: W f =P 2 V 2 - P 1 V 1 1 - n =m R ( T 2 - T 1 ) 1 - n Substituindo agora os valores das variáveis: W f =m R ( T 2 - T 1 ) 1 - n =( 2k g) ( 0,2968 k J / k g K ) ( 360K - 300 K ) 1 - 1,4 = - 89,0 4k J

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 18

Um arranjo pistão-cilindro sem atrito contém 2 kg de nitrogênio a 100 kPa e 300 K. O nitrogênio é então comprimido lentamente de acordo com a relação = constante até atingir uma temperatura final de 360 K. Calcule a entrada de trabalho durante esse processo.

Passo 1

Para determinar o trabalho realizado na expansão politrópica de nitrogênio, devemos considerar o nitrogênio como um gás ideal e encontrar o valor da constante do gás (R) do nitrogênio na Tabela A-2a (página 909).

Ao consultar a tabela, podemos observar que o valor de R para o nitrogênio é de 0,2968 kJ/kgK.

Organizando os dados para esse problema, temos:

Resposta

A equação para calcular o trabalho de um processo politrópico é dada por:

Vamos lembrar que pela equação do gás ideal, temos:

Podemos substituir essa relação na equação do trabalho:

Substituindo agora os valores das variáveis:

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Considere um arranjo cilindro-pistão como o mostrado na Fig. P4.64. Inicialmente, o arranjo contém 1k g água líquida a 300k P a e 20 ° C e o pistão não está encostado nos esbarros. O volume interno do

Determine o trabalho realizado no processo descrito no P r o b .3.108 .

A Fig. P4.64 mostra um conjunto cilindro-pistão que contém refrigerante R - 22 . Quando o pistão está encostado nos esbarros, o volume da câmara é igual a 11l i t r o s . No estado inicial a temperatu

Determine o trabalho no processo descrito no Prob. 3.63.

O conjunto cilindro-pistão mostrado na Fig. P 4.61 contém ar. Inicialmente o ar está a 150k P a e 400 ° C . O conjunto é então resfriado até 20 ° C . Pergunta-se:a) O pistão está encostado nos esbarro