Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 135
Um conjunto cilindro-pistão não isolado termicamente contém ar. Inicialmente, o volume interno do conjunto é 10 litros e o ar apresenta pressão e temperatura iguais a e . A força externa que atua sobre o pistão é então variada de tal modo que o ar expande até a pressão de . Neste estado, o volume interno do conjunto é igual a 25 litros. Alega-se que o trabalho produzido pelo ar neste processo é igual a do trabalho que seria realizado num processo adiabático e reversível do estado final da expansão (). Admita que a temperatura do ambiente onde está localizado o conjunto é igual a .
a) Determine o trabalho realizado pelo ar no processo descrito.
b) Essa alegação é possível?
Passo 1
Bora resolver mais uma questão, vai ser tão rápido e fácil que nem vai percerber!
Começamos o problema obtendo algumas propriedades do ar:
Início:
Com esses dados, conseguimos calcular a massa de ar:
Final:
Passo 2
Agora vamos para os cálculos!
Letra a)
Assumindo um processo adiabático e reversível:
Substituindo os dados:
Pela 1ª Lei:
Por ser adiabático:
Então:
Assumindo o calor específico constante:
Aplicando a eficiência:
Passo 3
Letra b)
Utilizando a Lei de Gases Ideais:
Pela 1ª Lei:
Pela 2ª Lei:
Como:
Precisamos descobrir :
Voltando na equação da 2ª Lei:
Ai, eu não disse?
Até a próxima!