Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 28
Complete a Tabela seguinte com base no princípio de conservação da energia para um sistema fechado.
Passo 1
Para resolver o problema, devemos realizar um balanço de energia por unidade de massa neste sistema:
O lado esquerdo da equação representa a quantidade líquida de energia transferida na forma de trabalho e calor. Já o lado direito representa a variação de energia no sistema na forma de energia potencial, energia cinética ou energia interna.
Por definição, para um sistema fechado, o balanço de energia se torna:
Alternativamente, podemos escrever a equação explicitando a diferença de variação de energia no sistema nos estados 1 e 2:
Ou ainda escrever a diferença de energia nos estados 2 e 1 por unidade de massa:
Passo 2
Para resolver a primeira linha da tabela, primeiro tomamos a equação
E rearranjamos ela para explicitar o valor do trabalho em função das outras propriedades:
Além disso, vamos lembrar que:
Substituindo pelos valores da tabela:
Passo 3
Para resolver a segunda linha da tabela, devemos explicitar o valor da energia no sistema no segundo estado:
Novamente, devemos encontrar a variação de energia no sistema por unidade de massa:
Passo 4
Na terceira linha da tabela, devemos calcular o valor da energia no sistema no segundo estado:
Substituindo pelos valores da tabela:
Agora devemos calcular o calor que entra no sistema:
Passo 5
Para resolver a quarta linha da tabela, explicitamos o trabalho que sai:
Novamente, devemos encontrar a variação de energia no sistema por unidade de massa:
Passo 6
Por fim, para resolver a última linha da tabela, devemos novamente calcular o valor da energia no sistema no segundo estado:
Substituindo pelos valores da tabela:
Agora devemos calcular o calor que entra no sistema:
Resposta
As respostas se encontram em vermelho.