Enunciado

Uma determinada massa de gás de nitrogênio a 100 kPa e 25 °C em um vaso rígido é aquecida até que sua pressão atinja 300 kPa. Calcule o trabalho realizado e o calor transferido durante esse processo, em kJ/kg.

Passo 1

Como o vaso é rígido, não há trabalho sendo realizado pelo sistema. Logo, a equação de balanço de energia para o sistema, considerando o nitrogênio como gás ideal, é:

Q i n = Δ U = m c v ( T 2 - T 1 )

A temperatura final do sistema, uma vez que o processo é isométrico, é:

T 2 = T 1 P 2 P 1 = 298 ⋅ 300 100 = 894   K

Passo 2

Considerando o calor específico do nitrogênio como gás ideal na temperatura da sala (Tabela A-2a) igual a 0,743 kJ/kg.K, o calor transferido durante o processo é dado por:

Q i n m = q i n = c v T 2 - T 1 = 0,743 894 - 298 = 442,8   k J / k g

Resposta

q i n = 442,8   k J / k g

Ver Outros Exercícios desse livro