Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 45
Considere o processo descrito no Prob. 3.109. Determine o trabalho realizado pelo neste processo.
Passo 1
Fala pessoal, beleza?
Cara seguinte o Prob. 3.109 é o seguinte cilindro-pistão que possui inicialmente um pino:
Em que no processo do problema o estado inicial está sobe pressão, temperatura inicial e pino travado. Após a remoção do pino o pistão se move?
Bem já irei dar um spolier que não haha, mas vamos coletar algumas informações da resolução do prob. 3.109 essenciais para o nosso cálculo do trabalho.
Utilizaremos a pressão mínima que o fluido teria que ter para elevar o pistão:
Temos uma relação de temperatura e volume de proporcionalidade, caso queria entender melhor o porquê a resolução do problema explica.
Passo 2
Bem com todas as informações em mãos, estamos quase prontos para o cálculo do trabalho.
Por que quase? Temos que determinar os dois volumes de estado inicial e final, devido a fórmula do trabalho, ser:
Para calcular o volume inicial é tranquilo, a nossa imagem da às dimensões necessárias:
Com o volume inicial calculado, podemos determinar o volume final pela relação de proporção:
Passo 3
Volumes calculados partiu aplicar a fórmula do trabalho.
Bem pessoal esse trabalho que determinamos se da pela pressão de equilíbrio e não a pressão instantânea que ira acelerar o pistão (dando a ele energia cinética). Temos que considerar a pressão do equilíbrio do processo para termos o trabalho.
Até porque caso você verificar a resolução do exercício 3.109 a pressão instantânea é menor que a do equilíbrio e é por este motivo que o pistão não se move, mas, ainda temo variação de volume e trabalho.