Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 142
A pressão do pneu de um automóvel é medida a 190 kPa (manométrica) antes de uma viagem, e a 215 kPa (manométrica) após a viagem, em um local no qual a pressão atmosférica é de 95 kPa. Se a temperatura do ar no pneu antes da viagem era de 25 °C, a temperatura do ar após a viagem é de
(a) 51,1 °C (b) 64,2 °C (c) 27,2 °C (d) 28,3 °C (e) 25,0 °C
Passo 1
O problema em questão requer que se encontre a temperatura do ar em um pneu depois de uma viagem em local de pressão atmosférica de 95 kPa.
Para chegar a essa resposta, no entanto, ela requer que se faça uso dos conceitos de pressão manométrica, atmosférica e absoluta.
Para determinar a temperatura, devemos considerar o ar como um gás ideal e encontrar o valor da constante do gás (R) do ar na Tabela A-2a (página 909).
Ao consultar a tabela, podemos observar que o valor de R para o nitrogênio é de 0,2870 kJ/kgK.
O volume do pneu continua constante durante o processo.
Organizando os dados para esse problema, temos:
Passo 2
Para encontrar a pressão absoluta nos estados 1 e 2, respectivamente antes e depois da viagem, devemos somar as pressões manométricas dadas à pressão atmosférica fornecida pela questão:
= = 190 kPa + 95 kPa = 285 kPa
= = 215 kPa + 95 kPa = 310 kPa
Passo 3
Relacionando a pressão, temperatura e volume nos dois estados a partir da equação dos gases ideais, temos:
Mas como o volume é constante, podemos eliminá-lo da relação:
E, por fim, podemos rearranjar a equação para obter uma relação entre :
Resposta
A resposta do problema é 51,1 °C, letra (a).