Enunciado

Neon, a 400   k P a e 20   ° C , é levado até 100   ° C em um processo politrópico com n = 1,4 . Determine os sinais para os termos de transferência de calor e de trabalho e explique.

Passo 1

Fala, galera! Nessa questão nós temos que determinar o trabalho e o calor pra verificar os sinais desses termos. Para isso, vamos usar a equação do trabalho específico em processos politrópicos com n ≠ 1 :

w 1 → 2 = R 1 - n T 2 - T 1

E a equação de energia:

q 1 → 2 = u 2 - u 1 + w 1 → 2

Onde

u 2 - u 1 = C v ( T 2 - T 1 )

Vamos lá!

Passo 2

No estado 1, nós temos:

T 1 = 20   ° C + 273,15 = 293,15   K

P 1 = 400   k P a

E no estado 2,

T 2 = 10 0   ° C + 273,15 = 373,15   K

Para calcular o trabalho, vamos olhar na Tabela A.5 para achar R = 0,4120   k J / k g K . Substituindo tudo na equação:

w 1 → 2 = R 1 - n T 2 - T 1

w 1 → 2 = 0,4120 1 - 1,4 373,15 - 293,15

w 1 → 2 = - 82,4   k J / k g  

Então o trabalho é negativo.

Passo 3

Calculando o calor específico:

q 1 → 2 = C v ( T 2 - T 1 ) + w 1 → 2

Vamos retirar também da Tabela A.5 o valor C v = 0,618   k J / k g K . Substituindo os valores:

q 1 → 2 = 0,618 ∙ 373,15 - 293,15 - 82,4  

q 1 → 2 = - 32,96   k J / k g

Portanto, o calor também é negativo.

É isso, galera, fechamos! 😉.

Resposta

q 1 → 2 = - 32,96   k J / k g

w 1 → 2 = - 82,4   k J / k g  

A m b o s   n e g a t i v o s

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