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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 58

Ar, em um conjunto cilindro-pistão de pressão constante, está a 300   k P a , 300   K e com um volume de 0,1   m 3 . O ar é então aquecido, durante 30   s , até atingir 600   K num processo com velocidade constante do pistão. Determine a potência liberada para o pistão.

Passo 1

Vamos lá, pessoal! O enunciado nos pede a potência liberada pelo pistão. Nós podemos calcular por meio da equação:

W ˙ = P ∆ V ∆ t

Aqui nós temos ∆ t = 30   s , uma pressão constante P = 300   k P a e um volume inicial V 1 = 0 , 1   m 3 . Mas não temos o volume final, então precisamos calcular. Usando a equação dos gases, temos:

P 1 V 1 T 1 = P 2 V 2 T 2

A pressão é constante, então a gente corta. Isolando V 2 , temos

V 2 = V 1 T 2 T 1

Substituindo os valores:

V 2 = 0,1   m 3 600   K 300   K = 0,2   m 3

Pronto, agora podemos calcular a potência.

Passo 2

Temos,

W ˙ = P ∆ V ∆ t

W ˙ = 300   k P a 0,2 - 0,1 30 s

W ˙ = 1   k W

Resposta

W ˙ = 1   k W

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