Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 33
Uma bolha de sabão esférica com uma tensão superficial de 0,005 lbf/pé é expandida a partir de um diâmetro de 0,5 para 2,0 pol. Quanto trabalho, em Btu, é exigido para expandir essa bolha?
Passo 1
Temos que, o trabalho necessário para expandir a bolha de sabão será dado por:
onde é a tensão superficial da bolha e a variação da área da bolha, ou seja, o quanto expandimos ela.
Temos que a área de uma esfera é dada por , onde é o raio da esfera (metade do diâmetro). Assim,
Passo 2
Inicialmente, vamos converter os diâmetros em polegadas para pés, para facilitar nossa conversão para Btu após os cálculos. Para essa conversão, basta dividir os diâmetros por 12.
Passo 3
Agora, substituindo os valores na expressão, teremos:
Para convertermos para Btu, utilizaremos o seguinte fator de correção
Multiplicando o resultado pelo fator de correção, teremos:
Resposta
O trabalho necessário é de .