Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 57
Um conjunto cilindro-pistão contém uma mistura de metano e etileno . Inicialmente, o volume interno do conjunto, a pressão e a temperatura da mistura são iguais a , e . O pistão do conjunto é então movido e comprime a mistura até que a temperatura atinja . Neste estado final, o volume interno do conjunto é igual a . Sabendo que a mistura é composta por de metano e de etileno (em base mássica) e que o processo de compressão é reversível e politrópico, determine a pressão final e o expoente politrópico do processo. Calcule, também, o trabalho, a transferência de calor e a variação líquida de entropia neste processo.
Passo 1
E aí, tudo certo?
Vem comigo resolver essa questão?
Bora lá então!
Começamos o nosso problema obtendo algumas propriedades do nosso sistema:
Então:
Agora, vamos analisar os estágios do processo.
Passo 2
Estágio 1:
Estágio 2:
Assim, temos que a pressão final é:
Um processo politrópico se dá por:
E sendo:
Temos:
Aplicando a propriedade logarítmica:
Substituindo os dados:
Passo 3
Seguindo o nosso problema, calculando o trabalho do sistema:
Substituindo os dados:
A transferência de calor:
Por fim, a variação líquida de entropia:
Assim:
E assim finalizamos a nossa questão!
Até a próxima!