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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 61

Hélio, a 20 ° C e 100   k P a em um conjunto cilindro-pistão, é levado até 400   K em um processo politrópico reversível com expoente n = 1,25 . Considere o hélio como um gás ideal com calor específico constante. Determine a pressão final e o calor e o trabalho específicos.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Recebemos os seguintes dados para o Hélio em um processo politrópico:

T 1 = 20 ° C = 293   K

T 2 = 400   K

P 1 = 100   k P a

n = 1,25

Da tabela de propriedades A.5. podemos encontrar a constante do gás hélio e a capacidade calorífica:

R = 2,0771 k J k g   K

C v = 3,116 k J k g   K

Passo 2

Calculando a pressão final:

P 2 = P 1 ∙ T 2 T 1 n n - 1

Fazendo a substituição

P 2 = 100 ∙ 400 293 1,25 1,25 - 1 = 474,2   k P a

Calculando o trabalho específico:

W = R ∙ T 2 - T 1 1 - n = 2,0771 ∙ 400 - 293 1 - 1,25 = - 889 k J k g

A transferência de calor específico é igual a:

q = u 2 - u 1 + w = C v ∙ T 2 - T 1 + w

Fazendo o processo de substituição

q = 3,116 ∙ 400 - 293 - 889 = - 555,6 k J k g

Resposta

w = - 889 k J k g

q = - 555,6 k J k g

P 2 = 474,2   k P a

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