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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 83

Uma massa de 25 kg move-se a 25   m / s . Um sistema de freio para completamente a massa, com uma desaceleração constante, num intervalo de 5 s . A energia de frenagem é absorvida por 0,5   k g de água inicialmente a 20 ° C e 100   k P a . Considere que a massa está a pressão e temperatura constantes. Determine a energia que o freio remove da massa e o aumento de temperatura da água, admitindo que sua pressão seja constante.

Passo 1

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

Nós temos os seguintes dados:

m = 25   k g

v = 25 m s

t = 5 s

m a b s = 0,5   k g

T 1 = 20 ° C

P = 100   k P a

A variação de energia é dada por

Δ E = E k = m ∙ v 2 2 = 25 ∙ 25 2 2 = 7,8125   k J

Nós podemos escrever a mudança de energia da seguinte forma:

Δ E = m a b s ∙ u 2 - u 1

Agora temos a expressão para a energia interna específica final:

u 2 = Δ E m a b s + u 1

Da tabela B.1.1, correspondente aos valores de temperatura em T = 20 ° C , nós podemos obter a energia específica interna inicial

u 1 = u f = 83,94 k J k g

Agora podemos calcular a energia interna específica final

u 2 = Δ E m a b s + u 1 = 7,8125 0,5 + 83,94 = 99,565 k J k g

Passo 2

Da tabela de água saturada com valor de temperatura de T = 20 ° C podemos obter o volume específico:

v f = 83,94 m 3 k g

Para o caso de T = 25 ° C

v f = 104,86 m 3 k g

Usando interpolação linear, podemos calcular a temperatura final:

T 2 = 20 + 99,565 - 83,94 104,86 - 83,94 ∙ 25 - 20 = 23,73

A variação de temperatura é dada por

Δ T = T 2 - T 1 = 23,73 - 20

Com isso, nós temos que

Δ T = 3,73   ° C

Resposta

Δ T = 3,73 ° C

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