Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 96
Um conjunto cilindro-pistão inicialmente apresenta volume interno igual a e contém ar a e . Sabendo que o ar realiza um trabalho de e que o conjunto opera a pressão constante, determine a temperatura do ar no estado final e o calor transferido no processo.
Passo 1
Fala galera, beleza? Bora resolver mais uma comigo?
Galera temos um processo e sabemos que a pressão é constante, logo:
E temos que determinar a temperatura final e o calor transferido no processo.
Vamos começar determinando a temperatura considerando que o ar é um gás ideal, logo, poderemos aplicar a fórmula do gás ideal:
Para o calor transferido utilizaremos a primeira lei da termodinâmica:
Passo 2
Agora que sabemos o caminho que trilharemos, vamos calcular a temperatura final:
Note que precisamos calcular o volume final e a massa.
Bem para isto teremos que utilizara a fórmula do trabalho, a definição de trabalho com a pressão constante é:
Temos trabalho, pressão e volume inicial portanto, o volume final é:
Passo 3
Com volume final calculado falta determinar a massa. A massa pode ser determinar pela lei do gás ideal sobe as condições inicias, devido, a massa ser constante durante todo o processo.
Olhando na tabela o nosso é , Substituindo valores :
Passo 4
Massa e volume calculados vamos determinar a nossa temperatura:
Passo 5
Para cálculo da transferência de calor vamos aplicar a fórmula expressa no passo 1:
Para sabermos a energia interna teremos que utilizar a temperatura de cada estado para olhar na tabela :
Estado inicial .
Estado final .
Todas variáveis determinadas, o calor de transferência é dado por:
Fecho galera, até a próxima questão.