Um gás é mantido em um conjunto cilindro-pistão vertical por um pistão com 100 lbf de peso e uma área de face de 40 m². A atmosfera exerce uma pressão de 14,6 lbf/m² sobre o topo do pistão. Um agitador transfere 3 Btu de energia para o gás durante um processo no qual o pistão é elevado. O pistão e o cilindro são maus condutores térmicos e o atrito entre eles pode ser desprezado. Determine a variação de energia interna do 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 e que não há transferência de calor.

A taxa de mudança no tempo da energia, a qualquer instante t é dada por:

d E d t = Q - W = - W

No tempo explicito no enunciado, nós temos que:

d E d t = - 1,2 - t 60

Integrando de um tempo t=o para qualquer tempo, temos que:

∆ E = - ∫ 0 t 1,2 - t 60 d t = - 1,2 - 1 60 exp ⁡ - t 60 - 1

∆ E = 72   exp ⁡ - t 60 - 1   k J

Resposta

∆ E = 72   exp ⁡ - t 60 - 1   k J

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