Conforme ilustrado na Fig. P3.117, um ventilador movido a eletricidade a uma taxa de 1,5 kW se encontra no interior de um recinto medindo 3 m × 4 m × 5 m. O recinto contém ar, inicialmente a 27°C e 0,1 MPa. O ventilador opera em regime permanente por 30 minutos. Admitindo o modelo de gás ideal, determine para o ar (a) a massa, em kg, (b) a temperatura final, em °C, e (c) a pressão final, em MPa. Não há transferência de calor entre o recinto e a vizinhança. Ignore o volume ocupado pelo ventilador e admita que não há variação, em termos globais, da energia interna associada ao ventilador.

a) Calculando a massa do do ar presento na sala usando lei do gás ideal

Calculando o volume do gás

Onde é o comprimento da sala, é a largura da sala, e é a altura da sala.

Resolvendo a equação do gás ideal para a massa e substituindo os valores

b) Calculando o trabalho feito pelo ventilador

Onde é a taxa de potência e é o tempo

Aplicando a primeira lei da termodinâmica com a sala como sistema

A mudança na energia interna é definida como

c) Calculando a pressão final do ar na sala, a partir da lei de gás ideal