Um tanque rígido fechado equipado com um agitador contém 0,4 lb de ar, inicialmente a 540°R (26,8°C). O ar é agitado até que sua temperatura seja de 740°R (138,0°C). O eixo do agitador gira por 60 segundos a 100 rpm com um torque aplicado de 20 ft · lbf (27,1 N · m). Admitindo que o ar se comporta como um gás ideal, determine o trabalho e a transferência de calor, ambos em Btu. Não ocorrem variações globais com relação as energias cinética e potencial.

O trabalho feito no sistema é dado por

A potência é dada por

Onde é o torque e é a velocidade angular

Substituindo a potência obtida na equação para o trabalho

Calculando a transferência de calor usando o balanço de energia

Obtendo as propriedades da Tabela A-22E “Propriedades do Ar como Gás Ideal”

Substituindo na equação para a transferência de calor