Um balão esférico contém 7 lbm de ar a 30 psia e 600 R. O material do balão é tal que a pressão interna é sempre proporcional ao quadrado do diâmetro. Determine o trabalho realizado quando o volume do balão dobra como um resultado da transferência de calor.
Passo 1
O volume do balão é dado por:
Fazendo a relação entre pressão e diâmetro, temos:
Passo 2
A relação entre a pressão inicial e final, quando o volume do balão dobra é:
Então a temperatura final é dada por:
Passo 3
Para o ar, a constante do gás ideal R = 0,06855 Btu/lbm.R. Assim o trabalho realizado é: