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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 39

Considere o processo de não-equilíbrio descrito no Problema 3.49. Determine o trabalho realizado pelo bióxido de carbono no cilindro durante o processo.

Passo 1

Vamos lá, pessoal! Conhecendo o processo nos estados 1 e 2, conseguimos determinar o trabalho W . Para isso, vamos considerar que o pistão se move de acordo com uma pressão de levantamento P , que é a soma da pressão atmosférica com a pressão hidrostática. Assim,

P = P a t m + ρ g h

Com os dados do enunciado, temos

P = 101,3 + 8000 ∙ 9,8 ∙ 0,1 / 1000 = 108,8   k P a

E o volume final é dado por:

V 2 = V 1 ∙ 150 100 = π 4 0,1 2 ∙ 0,1 ∙ 1,5

V 2 = 0,000785 ∙ 1,5 = 0,0011775   m 3

Agora podemos calcular o trabalho no processo 1 → 2 :

W 1 → 2 = ∫ 1 2 P d V = P V 2 - V 1

W 1 → 2 = 108,8 0,0011775 - 0,000785 = 0,0427   k J

Resposta

W 1 → 2 = 0,0427   k J

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