Enunciado

Um arranjo pistão-cilindro sem atrito e um tanque rígido inicialmente contêm 12 kg de um gás ideal, cada um deles à mesma temperatura, pressão e volume. Deseja-se elevar a temperatura dos dois sistemas em 15 °C. Determine a quantidade extra de calor que deve ser fornecida ao gás no cilindro, que é mantido a uma pressão constante para atingir esse resultado. Considere que a massa molar do gás é 25.

Passo 1

Como não há trabalho entre a fronteira e o ambiente nos dois sistemas, Δ H e Δ U representam a variação de calor para os gases ideais a pressão constante e a volume constante. Assim, A quantidade extra de calor pode ser expressa por:

Q e x t r a = Δ H - Δ U = m c p Δ T - m c v Δ T = m c p - c v Δ T = m R Δ T

Passo 2

A constante R é dado por

R = R u M = 8,314 25 = 0,3326   k J   / k g ⋅ K

Substituindo na equação de quantidade extra de calor:

Q e x t r a = 12 ⋅ 0,3326 ⋅ 15 = 59,9   k J

Resposta

Q e x t r a = 59,9   k J

Ver Outros Exercícios desse livro