Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 120
Numa nave espacial, calor é transferido por radiação ao meio a uma taxa de , os instrumentos elétricos dissipam e o volume ocupado pelo ar é . Normalmente, o ar contido na nave está a e . Suponho que ocorra uma pane nos aquecedores da nave. Qual é o tampo necessário para que a temperatura do ar na nave atinja ?
Passo 1
Fala galera, tudo certo? Bora resolver mais uma comigo?
Pessoal temos uma nave espacial que está sofrendo a retirada de calor por meio de radiação e os parelhos elétricos estão aquecendo o a nossa nave. A pergunta é, quando os aparelhos param quanto tempo leva para o ar chegar a .
Galera como temos uma nave espacial, o ar está contida nela, logo, não há variação de volume. Portanto, sem variação volumétrica não temos fluxo de trabalho:
Como estamos tratando do ar não temos fluxo da energia cinética e nem potencial.
Sabendo disso a nossa equação da primeira lei da termodinâmica em função do fluxo, fica:
“Abrindo” o fluxo da energia interna:
“Abrindo” novamente a energia interna:
Isolando :
Fecho galera essa é a fórmula que utilizaremos para responder o exercício.
Passo 2
Para calcular a variação de tempo temos que calcular a massa de ar na nave.
Considerando o ar um gás ideal e aplicando a fórmula do gás ideal, temos:
Olhando na tabela temos a constante dos gases para o ar,
Convertendo a temperatura do ar .
Substituindo valores:
Passo 3
Massa calculada vamos calcular o nosso .
Galera como as nossas temperaturas em não são bos para olharmos na tabela e utilizar a energia interna , vamos calcular a energia interna por meio do coeficiente de transferência de calor. É um método considerando uma aproximação, pois, o ideal seria as tabelas .
Olhando na tabela temos que o do ar é , convertendo e substituindo valores na fórmula, temos:
É isso galera, valeu!