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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 57

A temperatura de 2 k g de neon é aumentada de 20 para 180 ° C . Calcule a variação na energia interna total do neon, em k J . Haveria alguma diferença na variação da energia interna caso o neon fosse substituído pelo argônio?

Passo 1

Para resolver este problema, iremos assumir o neônio e o argônio como gases ideais e usar a relação Δ U   = m c v Δ T , encontrando as energias internas de ambos os gases e depois compará-las.

A diferença de temperatura é igual a:

Δ T = 180   ° C - 20   ° C = 160   ° C = 160   K

Já os valores de c v podem ser encontrados a partir da Tabela A-2a (página 909):

c v ,   n e ô n i o = 0,6179   k J / k g . K c v ,     a r g ô n i o = 0,3122   k J / k g . K

Resposta

Basta agora que se substitua as variáveis na relação apresentada no passo anterior:

Δ U n e ô n i o   = m c v ,   n e ô n i o Δ T = 2   k g 0,6179   k J / k g . K 160   K = 19 7,73   k J  

Δ U a r g ô n i o   = m c v ,   a r g ô n i o Δ T = 2   k g 0,31 2 2   k J / k g . K 160   K = 99,90   k J  

De fato, há uma diferença na variação da energia interna pois o calor específico a volume constante do neônio é maior que o do argônio.

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