Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 145
Repita o Prob. 4-144, considerando que o pistão é feito de 8 kg de cobre e está inicialmente à temperatura média dos dois gases nos dois lados.
Passo 1
A constante R para o nitrogênio é 0,2968 kPa.m³/kg.K e do hélio é 2,0769 kPa.m³/kg.K. Então, a massa de cada gás no cilindro é:
Passo 2
Como não há transferência de calor entre o sistema (cilindro) e o ambiente, a equação de balanço de energia torna-se:
Os calores específicos para nitrogênio e hélio são 0,743 kJ/kg.K e 3,1156 kJ/kg.K, respectivamente. Para o cobre c = 0,386 kJ/kg.K. Para o cobre, a temperatura inicial pode ser considerada a média entre a temperatura de cada gás:
Logo:
Passo 3
Se o pistão fosse livre para mover-se, a resposta seria a mesma, pois afetaria somente a pressão e não os calores específicos de cada gás e do cobre.