Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 95
A Fig. P5.95 mostra um cilindro fechado, isolado e dividido em duas regiões, cada uma com , por um pistão que está imobilizado por um pino. A região contém ar a e e a contém ar a e . O pino é então removido, liberando o pistão. No estado final, devido a transferência de calor através do pistão, as regiões apresentam a mesma temperatura. Determine as massas de ar contidas nas regiões , também, a temperatura e pressão finais deste processo.
Passo 1
Fala galera, tudo bem?
Pessoal temos um processo em que ao retirarmos o pistão o sistema se encontra em equilíbrio, sistema em equilíbrio significa que a transferência de calor é e o trabalho e isso ira nós ajudar nos nossos cálculos.
Para calcular as massas como o sistema está em um tanque rígido as massas iniciais serão iguais as finais, assumindo que o ar é um gás ideal poderemos calcular as massas.
Para determinar a temperatura final teremos que calcular a energia interna final do sistema para olharmos na tabela do ar e determinara temperatura do sistema.
Para pressão teremos que utilizar novamente a equação do gás ideal.
Passo 2
Começando como cálculo das massas:
Para letra A, temos:
Olhando na tabela temos , substituindo valores:
Passo 3
Para letra B, fica:
Substituindo valores:
Passo 4
Para determina a temperatura teremos que encontra por meio da energia interna do sistema final, a energia interna pode ser determinar pela primeira lei da termodinâmica:
Lembrando da condição de estado final temos o nosso sistema em equilíbrio, portanto:
Temos a energia interna no estado inicial se da pela soma do estado A e B e massa do sistema é a massa total, logo:
Olhando na tabela A.7 para determinar e , sobe as condições de cada um iniciais:
Substituindo valores na fórmula da energia interna final:
Olhando na tabela temos que é:
Passo 5
Para o cálculo da pressão, aplicando a fórmula do gás ideal para as condições finais:
Substituindo valores:
É isso pessoal valeu.