Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 108
Um conjunto cilindro-pistão nitrogênio. Inicialmente, o nitrogênio apresenta pressão e temperatura iguais a e . O gás é então expandido, num processo politrópico com , até que a pressão se torne igual a . Determine a temperatura no estado final, o trabalho específico e a transferência de calor específica no processo descrito.
Passo 1
Ooi pessoal tudo bom? Bora resolver mais uma comigo?
Galera temos cilindro-pistão que contém nitrogênio e este gás esta sujeito a um processo de expansão politrópica. Temos que determinar a temperatura final, trabalho e a transferência de calor sobe este processo.
Para o cálculo da temperatura utilizaremos as relações de de processos politrópicos.
Para o cálculo do trabalho temos que estar de olho no valor do nosso expoente . Como o nosso temos que a fórmula do trabalho é definida por:
Os volumes estão na forma de volume específico, pois, o enunciado deseja o trabalho específico.
E para o cálculo do calor transferido utilizaremos a equação energética:
Calor também está em função da massa.
Passo 2
Com objetivos traçados, vamos determinar a temperatura final.
Galera um processo politrópico possui algumas relações entre e iremos utilizar a seguinte:
Utilizando a parcela que possuímos os dados, temos:
Isolando a equação fica:
Substituindo valores:
Passo 3
Com a temperatura calculada vamos partira para o trabalho.
Reescrevendo a fórmula do trabalho:
Como não temos a variável volume específico de cada estado, vamos utilizar da consideração de que temos um gás ideal e vamos aplicar a equação do gás ideal:
Isolando o volume específico:
Substituindo na fórmula do trabalho, temos:
Simplificando:
Olhando na tabela temos que a constante ideal dos gases do nitrogênio é
Substituindo valores na fórmula:
Passo 4
Bora determinar o calor transferido.
Reescrevendo a fórmula:
Para determinar o calor transferido teremos encontrar o calor específico , olhando na tabela .
Aplicando a fórmula do calor e substituindo os valores:
É isso galera , valeu.