Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 120
Considere uma garrafa rígida de 20 L que está evacuada e exposta à atmosfera a 100 kPa e 27 °C. Uma válvula no gargalo da garrafa é aberta e o ar atmosférico escoa para a garrafa. O ar admitido na garrafa acaba atingindo equilíbrio térmico com a atmosfera em consequência da transferência de calor pela parede da garrafa. A válvula permanece aberta durante o processo, de forma que o ar na garrafa também atinge o equilíbrio mecânico com a atmosfera.
Determine a transferência de calor líquida pela parede da garrafa durante esse processo de enchimento.
Passo 1
Vamos começar organizando os dados da questão:
Volume da garrafa rígida:
Pressão atmosférica:
Temperatura das redondezas:
Constante dos gases para o ar:
Passo 2
Da equação dos gases ideais:
A garrafa está inicialmente vazia:
Em que é a massa inicial e é a massa final
Da equação do balanço de energia:
Como não há variação das energias potenciais e cinéticas:
Passo 3
Das propriedades dos gases ideais na tabela da página 935:
Entalpia a :
Energia Interna:
Portanto a transferência de calor líquida pela parede da garrafa:
Portanto são rejeitados no processo.