Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 29
Considere o processo descrito no Problema 3.37. Com de água como massa de controle, determine o trabalho de fronteira durante o processo.
Passo 1
Vamos lá, pessoal! O enunciado nos diz que a pressão é proporcional ao volume (), nos dá uma pressão e pede para a nós calcularmos o trabalho no processo. Para isso, vamos antes precisar descobrir quem é essa constante , que vai nos permitir calcular a pressão final. O volume específico inicial nós achamos na Tabela B.1.3:
O processo tem massa constante e
Chegamos numa relação usando o volume específico para calcular . Assim,
No estado inicial,
Substituindo os dados do enunciado
Passo 2
No estado 2, nós temos , ou seja, é a mesma constante . Então, nós vamos usar o volume específico do vapor na Tabela B.1.2 para testar diferentes valores para e achar uma pressão correspondente. Assim,
Em , . Então,
A gente tem que chegar próximo deste valor calculado: . Ainda tá muito baixo, então vamos continuar.
Em , . Então,
Que é um valor muito alto. Para , . Então,
Chegamos mais próximo, assim podemos interpolar para achar o valor correspondente para . Esse valor nos fornece a pressão,
E
Agora temos todos os dados para calcular o trabalho.
Passo 3
A pressão é crescente e linear, então o trabalho é dado por:
Agora basta substituir os dados na equação: