Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 110
Um conjunto cilindro – pistão contém ar. Inicialmente, o ar apresenta pressão e temperatura iguais a e . Detectou-se a ocorrência de um processo de expansão politrópico até o estado onde a pressão e a temperatura são iguais a e . Determine o expoente politrópico referente a esse processo. Calcule, também, o trabalho específico e o calor específico transferido nesse processo. Utilize o calor específico presente na Tab. para resolver esse problema.
Passo 1
Fala galera, beleza?
Pessoal temos processo de expansão politrópico e temos que determinar o nosso expoente politrópico , o trabalho em função da massa (trabalho específico) e o calor em função da massa (calor específico).
Pessoal para o cálculo do trabalho ele vai depender do resultado do nosso cálculo do expoente . Pois, dependendo do valor de estaremos utilizando fórmulas diferentes de trabalho.
Para encontrar o nosso expoente teremos que utilizar as relações de processos politrópicos.
Passo 2
Galera partiu utilizar as relações , Como temos pressão e temperatura, utilizaremos a seguinte relação:
Aplicando dos dois lados a equação:
Isolando :
Substituindo valores:
Passo 3
Pessoal para o cálculo do trabalho como temos a seguinte fórmula:
Perceba que para o cálculo do trabalho precisamos do volume de cada estado, na verdade, podemos contornar essa situação assumindo que o ar é um gás ideal, logo, podemos aplicar a fórmula do gás ideal, vem comigo:
Vamos deixar o volume em função da massa, isso fara com que o nosso trabalho fique em função da massa também.
Note que temos na fórmula do gás ideal, substituindo na fórmula do trabalho, fica:
Olhando na tabela temos o nosso e substituindo valores:
Passo 4
Galera para o cálculo do calor transferido temos a equação da energia:
Mas o enunciado nos pede para utilizar o método em que o calor é calculado pela seguinte aproximação:
Olhando na tabela temos que e substituindo valores:
É isso galra, valeu.