Um tanque rígido com volume interno igual a litros contém gás metano a e . O tanque é, então resfriado até . Determine a massa de metano contida no tanque e o calor transferido no processo utilizando: a. as tabelas de gás perfeito e . As tabelas de metano.

a)Neste item teremos que considerar o metano um gás perfeito. Para isto temos a equação do gás ideal:

Calculando e partir das condições iniciais podemos calcular a massa do sistema, que será constante ao longo do processo.

Coletando a constante dos gases do metano na tabela , temos que e vamos converter o volume:

Substituindo os valores na fórmula:

a)Massa calculada vamos determinar o calor transferido pelo processo.

Vamos utilizar a fórmula da energia interna para um gás perfeito com calor específico de volume constante.

Olhando na tabela e temos que , substituindo valores na equação:

Multiplicando pela massa, temos que o calor transferido no processo foi de:

Passo 4

b)Para o item b. teremos que adotar o método de cálculo por meio das tabelas do metano.

Utilizando a tabela . Vamos encontrar a massa por meio do volume específico, como a tabela não possui para os dados iniciais, teremos que utilizar as condições finais.

Para utilizarmos as tabelas teremos que determinara pressão final, como estamos em sistema de tanque rígido e um gás ideal temos a seguinte proporção:

Como o nosso processo é um tanque rígido o volume e massa serão constantes, resultando em .

Olhando na tabela , com a pressão mais próxima de e a temperatura temos que o volume específico é:

Calculando a massa:

Para o cálculo da energia transferida utilizaremos a diferença de entalpia de cara estado.

Para estado estamos olhando na pressão de Pa e temperatura de , temos:

Para estado final temos a pressão de e temperatura de , fica:

Temos que o calor transferido é dado por:

A diferença de valores ocorre devido às tabelas terem intervalos muito grandes ou não possuem a faixa de temperatura que precisávamos.