Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 70
A fig. P2.20 ilustra um gás contido em regime cilindro-pistão vertical, cuja área da seção transversal é de 0,8cm² e é ligada ao topo do pistão. A massa total do pistão é de 25 kg. Conforme o gás é aquecido lentamente, sua energia interna aumenta de 0,1 kJ, a energia potencial do conjunto eixo-pistão aumenta de 0,2 kJ e a força de 1334 N é exercida sobre o eixo. O pistão e o cilindro são maus condutores térmicos e o atrito pode ser desprezado. A pressão atmosférica no local é de 1 bar e g=9,81 m/s². Determine (a) o trabalho realizado pelo eixo, (b) o trabalho realizado pelo deslocamento em virtude da atmosfera, (c) a transferência de calor para o gás todos em kJ. (d) Usando os dados fornecidos e calculados, desenvolva um balanço detalhado da transferência de energia por meio de calor para o gás.
Passo 1
Falaaa pessoal, como vocês estão? Bom, bora pra mais uma questão desse assunto!
Pra resolver essa questão, vamos assumir que se trata de um sistema fechado, que as energias cinética e potencial vão ser desconsideradas para o ar, e que não há fricção. Além disso, o processo ocorre em aceleração do pistão.
Fazendo o equilíbrio estático no pistão, temos que:
Passo 2
Para encontrar o trabalho do processo, usaremos a seguinte equação:
E logo, o balanço de energia se reduz a . Logo, temos que
Resposta