Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 115
Um cilindro provido de pistão contém gás argônio a e e apresenta, inicialmente, volume de câmara igual a . O gás é comprimido, segundo um processo politrópico, até a pressão de . Sabendo que no estado final do processo a temperatura é igual a . Calcule o calor transferido no processo.
Passo 1
Fala pessoal, tudo bom? Bora resolver mais uma comigo?
Galera temos um conjunto cilindro – pistão, um processo de compressão politrópico e temos que determinar o calor transferido no processo.
Para determinar o calor transferido no processo, não tem segredo, utilizaremos a equação da energia:
E temos um detalhe que para calcular o calor transferido precisamos do trabalho. Para o trabalho temos uma condição de que temos que encontrar o expoente politrópico para sabermos qual formulado trabalho podemos utilizar. Portanto, bora determinar esse expoente.
Passo 2
Galera pra determinar o expoente temos que utilizar as relações de de processos politrópicos, vamos utilizar esta daqui:
Como tempos pressão e temperatura, vamos utilizar o que nos convêm.
Aplicando dos dois lados a equação:
Isolando :
Convertendo , e substituindo valores:
Passo 3
Com calculado sabemos qual fórmula de trabalho utilizar, é a seguinte:
Note que não temos o volume final, portanto, vamos utilizar outra relação de processo politrópico:
Isolando :
Elevando a equação a :
Antes de substituir valores temos que converter , pronto, e substituindo valores:
Passo 4
Com volume calculado podemos determinar o trabalho, calculando o trabalho, fica:
Substituindo valores:
Passo 5
Com trabalho calculado o ultimo item que precisa ser determinar para calcularmos o calor transferido é a massa.
Para massa vamos considerar o argônio um gás ideal. Aplicando a fórmula do gás ideal, temos:
Na tabela podes encontrar o .
Substituindo valores:
Passo 6
Com todos os itens encontrados vamos utilizara a fórmula do calor transferido.
Utilizando o método por meio do coeficiente de transferência de calor para determinar o calor, temos:
Olhando na tabela temos , substituindo valores:
É isso galera, valeu!