Enunciado

Resolva o problema anterior para o gás nitrogênio, N 2 .

Passo 1

Vamos lá, pessoal! Nós temos aqui um recipiente com temperatura T 1 = 1200   K sendo aquecido até atingir T 2 = 1400   K . Inicialmente, ele tem uma pressão P 1 = 100   k P a e uma massa de N 2 que é m = 2   k g .

Vamos determinar a transferência de calor nesse processo, primeiro usando o calor específico c v 0 da Tabela A.5 e depois as propriedades do N 2 na Tabela A.8. Para isso, vamos aplicar a 1ª Lei da Termodinâmica:

Q = W + U

Como o recipiente é rígido, a massa e o volume não se alteram e temos:

Q = W + m ( u 2 - u 1 )

Como o volume não se altera, o trabalho é nulo ( W = 0 ). E aí o calor é determinado por:

Q = m ( u 2 - u 1 )

Passo 2

No item a), vamos determinar o calor usando o calor específico a volume constante da Tabela A.5:

c v 0 = 0 , 745   k J / k g

Aplicando a fórmula da energia, temos

Q = m c v 0 ( T 2 - T 1 )

Substituindo os dados:

Q = 2 ∙ 0 , 745 ∙ ( 1400 - 1200 )

Q = 2 98   k J

Passo 3

Para o item b), vamos usar a Tabela A.8, usando na coluna do N 2 . Temos para T 1 = 1200   K ,

u 1 = 9 57   k J / k g

Para T 2 = 1400   K ,

u 2 = 1 141 , 3 5   k J / k g

Substituindo na fórmula, temos:

Q = m u 2 - u 1

Q = 2 ∙ ( 1 141 , 3 5 - 9 57 )

Q = 368,7   k J

Com esse resultado encerramos o exercício 😉.

Resposta

Q = 2 98   k J

Q = 368,7   k J

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